BATIUSP

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/16/2019 BATIUSP

    1/45

    BATIUSP - O Desenvolvimento do Primeiro VeículoSubmarino Tripulado Brasileiro 

    Paulo M. Tupinambá , Jose Mario C. de Souza e Afrânio R. de Mesquita

    Setembro 1979

    RESUMO

    Este trabalho descreve o projeto, a fabricação bem como os testes preliminaresde um batiscafo denominado BATIUSP, primeiro veículo submarino tripuladodesenvolvido em território nacional, o qual é capaz de conduzir um tripulante,

    em total segurança e em condições atmosféricas, até a profundidade de 150m,em missões de observação e resgate.

    SUMÁRIO

    1.  Introdução e Objetivos do Programa BATIUSP2.  As Premissas Iniciais para o Desenvolvimento do Programa3.  O Sistema Batiusp –  Descrição Geral

    4. 

    O Vaso de Pressão5.  O Sistema de Respiração de Ciclo Fechado6.  O Sistema de Comunicação7.  O Cálculo Resumido dos Principais Componentes Mecânicos8.  Os Testes de Mar9.  Bibliografia10. Principais Empresas que Participaram do Programa11. Figuras

    1. INTRODUÇÃO E OBJETIVOS DO PROGRAMA BATIUSP 

     No período de Janeiro a Julho de 1979, o IOUSP, através do seu N.Oc. Prof.W Besnard, participou, na região equatorial adjacente ao litoral norte

     brasileiro, do FGGE (First Global GARP Experiment), programaoceanográfico em cooperação internacional. No terceiro e último cruzeirooceanográfico do programa houve a ruptura de uma manilha do sistema deancoragem de um marégrafo com a conseqüente perda do instrumento

    oceanográfico em questão (marégrafo de fundo fabricado pela AANDERAA

  • 8/16/2019 BATIUSP

    2/45

    modelo TG 2A) o qual continha, em seus registros magnéticos, informaçõesde fundamental importância para o programa como um todo.

    A região na qual se deu o acidente, junto aos Penedos de São Pedro e SãoPaulo, dificultava sobremaneira quaisquer soluções de resgate do equipamento

     perdido em função da profundidade (aproximadamente 120m), tipo de fundo(pedregoso e acidentado) bem como da distancia da costa (cerca de 515milhas).

    Foi nesse cenário que teve origem o Programa BATIUSP, tendo comoobjetivos principais:

    Recuperar equipamentos e instrumentação de pesquisa perdidosna zona eufótica.

    Servir como veículo de apoio durante a instalação de "moorings"instrumentados na plataforma continental do Estado de SãoPaulo, dentro da programação do subprojeto HidrodinâmicaCosteira, biênio 1980-1981.

    Desenvolver a tecnologia submarina no IOUSP, principalmentenas áreas de:

      Projeto e fabricação de vasos para pressão externa,

    essenciais para equipamentos de uso submarino e para os quais o parque industrial brasileiro não possui experiência adequada.

      Técnicas de vedação estática e dinâmica

      Sistemas de ciclo fechado para respiração artificial.  Sistemas acústicos para navegação e comunicação

    submarinas.  Sistemas de iluminação submarina.

      Fotografia e Cinegrafia submarina.  Técnicas de mergulho autônomo a ar comprimido

     Norteado por esses objetivos e com o suporte financeiro da FINEP(Financiadora de Estudos e Projetos) através do Projeto de HidrodinâmicaCosteira, do MEC (Ministério da Educação e Cultura) e do próprio IOUSP(apoio logístico), o programa culminou, após um período de desenvolvimentoextremamente reduzido (cerca de quatro meses), com os testes bem sucedidosdo primeiro veículo submarino tripulado produzido em território nacional.

  • 8/16/2019 BATIUSP

    3/45

    2. AS PREMISSAS INICIAIS PARA O DESENVOLVIMENTODO PROGRAMA 

    Algumas restrições básicas para o projeto surgiram imediatamente, a saber:

    a. Orçamento disponível extremamente reduzido.

     b. Opção por um veículo não autônomo e operado vinculado àembarcaçãode apoio através de um cabo umbilical tornandodesnecessários motores, lastros móveis, baterias estanques,navegação e comunicação acústicas, os quais exigiriam um prazorelativamente longo e um volume maior de recursos para aexecução do projeto.

    c. O sistema deverá comportar futuras alterações visando torná-lo um submersível autônomo.

    d. O sistema deve ser operável a partir de embarcações de pequeno porte (20m, 30 ton), o que pode ser assegurado atravésde uma limitação no peso máximo do submersível o qual foifixado da forma seguinte:

    Pmax < 1500 Kg

    e. Profundidade de trabalho em torno de 150 m, permitindooperações sobre, praticamente, toda a plataforma continental

     brasileira.

    Considerando essas premissas a forma tubular com tampos rebordeados foiescolhida em detrimento da esférica a qual, embora sendo mais eficiente do

     ponto de vista estrutural, acarretaria o inconveniente de um maior volumeinterno para acomodar o tripulante implicando em maior flutuação e nanecessidade de um lastro proporcionalmente maior excedendo os limites do

     projeto seja em termos de peso como de custo.

    Testes realizados com um tubo protótipo de madeira revelaram que asdimensões mínimas capazes de alojar um tripulante com os equipamentosnecessários eram:

    L = 2000mm (comprimento)

    D =700mm (diâmetro)

    V = 0,9 m3 (volume total)

  • 8/16/2019 BATIUSP

    4/45

    Um calculo preliminar da espessura de parede necessária para que um cilindronão reforçado com essas dimensões resista à pressão externa de 15 atm leva avalores tão grandes quanto 3/4'' ou 1'' implicando em pesos da ordem de800kg apenas para o cilindro. Dessa maneira, como meio de otimizar a relação

     peso / resistência, tornou-se clara a necessidade de utilização de anéis dereforço na estrutura do BATIUSP. Deste modo, os anéis, com seu grandemomento de inércia, garantiriam principalmente a inexistência dainstabilidade elástica, enquanto a chapa do casco asseguraria principalmente aresistência em termos do escoamento de membrana, como será detalhado maisà frente. Com essa solução viabilizou-se uma relação adequada peso -resistência.

    Adicionalmente, decidiu-se pela colocação de dois visores, um frontal e outroinferior, além de uma escotilha com fecho interno e externo.

    Dessa forma, delineou-se a configuração geral do veículo do sistema comoexibido no croquis da Figura 1.

  • 8/16/2019 BATIUSP

    5/45

    1.  O SISTEMA BATIUSP –  DESCRIÇÂO GERAL 

    Basicamente, o conjunto completo (ver Figuras 2A) pode ser decomposto nosseguintes sistemas:

    a. VEÍCULO 

    O qual inclui (ver Figuras 2B, 10 e 11):

  • 8/16/2019 BATIUSP

    6/45

      Vaso de pressão - que aloja o tripulante, sub-

    sistema de respiração e carga util.  Sistema de respiração fechado  –  constituído de

    absorvedor de CO2, tanque de O2 (200 ATM-WhiteMartins), filtros, manômetros e registros decontrole que permitem manter atmosfera padrãocom sistema fechado, pôr até 4 horas.

      Sub-sistema auxiliar de respiração - água-lung

    convencional com ar para aproximadamente 30min.

      Lastro móvel - o peso do sistema é menor que oempuxo, resultando em flutuação positiva. O lastromóvel fornece massa adicional, permitindo que o

    submersível afunde e sendo possível ao operador

  • 8/16/2019 BATIUSP

    7/45

    liberá-lo em caso de emergência (ruptura do cabode sustentação), trazendo o veículo à superfície.

      Flutuadores infláveis - dois flutuadores

    construídos em borracha vulcanizada com câmaraexterna de lona, infláveis do interior do aparelho.Sua utilização ocorre exclusivamente na superfície,em eventuais emergências, possibilitando aestabilização do veículo em posição conveniente

     para saída do tripulante.  Circuito para equalização da pressão - dois

    registros de gaveta em latão com sede em inoxAISI 304, testado a 900psi, sendo: um, operávelinternamente e, o outro, externamente, permitindo aequalização das pressões interna e externa.

      Navegação - bússola, profundímetro a pressão e oodômetro.

      Estrutura de proteção contra choques e

    estabilização horizontal - armação em tarugoredondo de inox AISI 304 com ½" , dotada decoxins de borracha, oferecendo proteção contraimpacto. Aleta com 0,5m2 para estabilização no

     plano horizontal e flutuadores ajustáveis paraestabilização vertical.

      Sistema de iluminação - vaso estanque

    independente, com bateria 12V x 120Ah eextensões para 4 faróis com lâmpadas halogêniocom 150W cada unidade.

    b. SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO 

    Mantém o submersível acoplado à embarcação, fornecendo ocontrole vertical. Inclui:

      Guincho  Cabo de sustentação  Massames

    c. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO 

      Dois telefones tipo magneto

      Cabo eletromecânico de ligação constituído de umaalma condutora revestida por camada isolante eduas capas de aço. Este cabo tem uma carga de

    ruptura da ordem de 10.000N.  Slip Ring

  • 8/16/2019 BATIUSP

    8/45

    A seguir passaremos a descrever com mais detalhe apenas os sub sistemas principais do BATIUSP.

    1. 

    O VASO DE PRESSÃO 

    O vaso de pressão foi construído em aço inoxidável tipo AISI304 segundo asnormas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e da AmericanSociety for Mechanical Engineering (ASME - Divisão 1, Seção VIII, 1977).

    A configuração final do vaso pode ser vista na Figura 3.

    a. MATERIAL 

  • 8/16/2019 BATIUSP

    9/45

    Para evitar paredes extremamente grossas, que acarretariam maior pesoda estrutura, optou-se pelo uso de anéis-de-reforço na construção dovaso de pressão.

    O aço AISI304 foi escolhido em função principalmente da suaresistência mecânica, resistência à corrosão por água salgada,soldabilidade e custo.

    Suas características mecânicas e físicas são (Stainless Steel Handbook,Wiley & Sons, 1978):

    Tensão de ruptura r = 6.000Kg/cm2 (100.000horas)

    Limite de escoamento e =2500 Kg/cm2

    Módulo de elasticidade E = 1,8. 10^6 Kg/cm2

    Densidade p = 7,86 g/cm3

    A tensão admissível Ta, adotada para tração e compressão, é de 1.270Kg/cm2. Para talhamento (cz) foi assumido o valor de 900 Kg/cm2

    (ASME Code For Pressure Vessels, Section IX  –  Materials - 1979)

    b. FABRICAÇÃO DO CILINDRO COM ANEIS DEREFORÇO 

    O cilindro foi calandrado a frio e soldado a partir de duas chapas de1/4" (6.25mm) de espessura, possuindo, portanto, duas soldaslongitudinais e uma transversal, todas com inspeção radiográfica totalconforme norma ASTM (American Society for Testing Materials).

    Após a fabricação foi observado um desvio de circularidade:

    Dc =[ (Dmax –  Dmin) / (Dmax+ Dmin) ] x 200 = 0,3% onde:

    Dmax= maior diâmetro internomedido após a fabricação

    Dmin= menor diâmetro medidoapós a fabricação

  • 8/16/2019 BATIUSP

    10/45

    O qual esta bastante abaixo do limite de 1,5% fixado pela ABNT eASME.

    Todas as soldagens foram realizadas com método TIG (Tungsten InertGas) utilizando o gás argônio.

    Adicionalmente, todas as soldas de penetração total foram 100%radiografadas de acordo com a ASTM. As soldas de filete (reforços)foram inspecionadas por Líquido Penetrante.

    Os anéis dereforço são emnúmero de 9,calandrados a

     partir de um perfilchato de 10mm x50mm de AISI304, dividindo ocomprimentoefetivo do tuboem 10 sessõesiguais com 214mm cada. Osanéis são soldados

    internamente, comsolda de filete.

    c. TAMPOS TORISFÉRICOS 

    Os tampos torisféricos tipo 2:1 foram rebordeados a partir de discos deAISI 304 de 8.00mm de espessura e sem emendas. Em função do seutamanho e processo de fabricação o desvio na circularidade dos tampos

    é desprezível.

    A referência dos tampos é:

     NAR-65 ELÍPTICO da NIKEM METALÚRGICA Ltda

    Com as seguintes características geométricas (ver Figura 4):

  • 8/16/2019 BATIUSP

    11/45

     

    - R aio de a

     bauloamento R = 0,825 Do

    - Raio de rebordeamentor = 0,154 Do

    - Altura rebordeada hi =0,250 Do

    - Altura total h = hi +20mm

    onde Do é o diâmetroexterno final do tampo.

    d. ABERTURAS 

    O vaso possui três aberturas de maior diâmetro (2 visores e umaescotilha), flangeadas, todas calandradas em chapa AISI304 de 1/2'',sendo os flanges recortados a plasma e soldadas a TIG - Argônio nos

     pescoços, sob especificações do ASME e ABNT. As junções dos pescoços com o cilindro principal são reforçadas, aumentando aespessura da parede deste último em uma faixa de 100mm de largura aoredor das mesmas.

    e. VISORES 

  • 8/16/2019 BATIUSP

    12/45

    Os visores acrílicos são constituídos de 2 discos de Methil-Metacrilato,recortados de chapa, com 50mm de espessura e raio de 200mm, sendo50mm engastados (Figura 5). São fixados nos respectivos flanges por12 parafusos em inox AISI 304 de 4" x 1/2" , com cabeça sextavada.

    As propriedades mecânicas e físicas do Methil-Metacrilato são (PlasticMaterials Handbook, Wiley & Sons, 1978):

    Tensão de ruptura r = 709 Kg/cm2 (a20o C)

    Módulo de elasticidade E = 0,028 .10^6 Kg/cm2 (a 20o C)

    Elongamento a Tr Er = 5%Densidade p = 1,19 g/cm3

    As tensões admissíveis adotadas são:

    af = r / 3 = 236 kg/cm2 para traçãocompressão na flexão e

    acz= 100 kg/cm2 para talhamento

    f. ESCOTILHA 

    A escotilha consiste em um disco de aço inox AISI 304 com 30mm # e400mm de diâmetro. É simplesmente apoiada nos bordos onde possuirebaixo de 15mm.

    Adicionalmente é dotada de fecho operável interna e externamente.

    A sua configuração geral pode ser vista na Figura 6.

  • 8/16/2019 BATIUSP

    13/45

     

    g. VEDAÇÃO 

    Todas as v

    edações s

    ão ef etuadas através de anéis tipo "O-Ring" de NEOPRENE dureza 70(SHORE).

  • 8/16/2019 BATIUSP

    14/45

    Para todos os elementos de vedação foram utilizadas as especificaçõesda PARKER-HANNIFIN DO BRASIL SA, as quais são mundialmenteadotadas pela industria.

    5. SISTEMA DE RESPIRAÇÃO FECHADO 

    Com vistas a viabilizar uma maior autonomia para o BATIUSP um sistema derespiração de ciclo fechado foi especialmente desenvolvido para atender àsnecessidades respiratórias do operador, a saber, o suprimento de oxigênio e aeliminação do gás carbônico.

    A troca do oxigênio e do dióxido de carbono entre o sangue e as células docorpo é feita em direções contrárias. O oxigênio, sendo continuamenteutilizado nos tecidos, está nestes últimos a uma pressão parcial menor do que

    no sangue. O gás carbônico, por putro lado, está sendo produzido dentrodesses mesmos tecidos como subproduto do metabolismo celular e, portanto, asua pressão parcial nas células do corpo é maior do que na corrente sanguínea.

    Em termos fisiológicos as taxas com as quais o oxigênio pode ser suprido e ogás carbônico removido dos tecidos do corpo humano dependem de váriosfatores:

    o  a composição e o volume do gás suprido através das viasrespiratórias.

    o  as pressões parciais, no sangue, dos gases que estão sendoinalados.o  a duração da exposição de um dado volume de sangue ao ar

    alveolar.

    Em regime de descanso, cerca de 0,5 litro por minuto de oxigênio é utilizado pelos tecidos enquanto que durante um exercício, um máximo de 3,5 litros porminuto de oxigênio poderá ser necessário.

    A flexibilidade do sistema respiratório para adequar-se a esses limites de

    demanda é baseada na variabilidade dos ritmos respiratório e cardíaco, bemcomo dos acréscimos nos diferenciais das pressões parciais do oxigênio e dodióxido de carbono durante o exercício.

    Assim, enquanto que a taxa de troca desses gases respiratórios e a quantidadetotal trocada por unidade de volume sanguíneo dependem principalmente dasrespectivas diferenças nas pressões parciais (uma vez que o tempo gasto emcontato com o sangue nos tecidos capilares é suficiente para garantir oequilíbrio dinâmico completo nos dois sentidos), é o aumento no volume defluxo sanguíneo através desses tecidos (em função de um ritmo respiratório e

  • 8/16/2019 BATIUSP

    15/45

    cardíaco mais acelerado) que garantirá a demanda necessária quando ostecidos estão mais ativos e a necessidade de oxigênio é maior,.

    Um excesso de gás carbônico nos tecidos pode causar sérios danos. No arfresco existe somente 0,033% desse gás em volume, correspondendo a0,00033 app (atmosferas de pressão parcial). Confusão e sonolência se tornammais relevantes em níveis de 0,10 a 0,15 app. Acima de 0,15 app espasmosmusculares e rigidez podem ocorrer. Outros efeitos que podem surgir sãodores de cabeça, náuseas e loucura.

    O aumento de dióxido de carbono na mistura de ar estimula o centrorespiratório a aumentar a taxa de respiração. Gás carbônico a 0,02 app,geralmente aumentará o ritmo respiratório notavelmente.

    Foi assumido, para a operação normal do BATIUSP, um limite no nível deCO2 equivalente a 0,01 app ou 1% em volume.

    De maior tolerância são as variações na pressão parcial de oxigênio.

    Oxigênio pode ser tóxico ao corpo quando respirado a altas pressões parciais.Uma pressão parcial entre 0,2 a 0,5 app é considerada ótima. Pressões parciaisentre 0,5 a 1,2 app podem ser toleradas durante pequenos períodos de tempo,geralmente menores do que 4 horas.

    Para o caso do BATIUSP, o objetivo é manter o nível de O2 na faixa de 0,2 a0,5 app ou 20% a 50% em volume.

    O Sistema de Ciclo Fechado empregado no BATIUSP bem como na maioriados veículos submarinos tripulados (submarinos militares, por exemplo)

     baseia-se no fato de que apenas uma pequena parte do oxigênio do arinspirado é absorvida pelo corpo, sendo que grande parte é novamenteliberada na atmosfera através do ar exalado. Dessa forma, sistemas abertostendem a ser ineficientes uma vez que liberam o ar expirado no meio aquosoou de volta para a atmosfera. Acrescente-se ainda que aproximadamente 80%

    do ar é composto de nitrogênio, que praticamente não participa dometabolismo humano.

    Empregando-se um absorvedor de dióxido de carbono, principal componentedos sistemas fechados, a solução permite a reutilização total do residual deoxigênio exalado.

    Por exemplo, se usarmos como absorvente o hidróxido de bário, a reaçãoquímica é:

    CO2 + Ba (OH)2 => BaCO3 + H2O

  • 8/16/2019 BATIUSP

    16/45

    resultando em carbonato de bário e água.

    Deste modo, o oxigênio que não foi usado poderá voltar à atmosfera ambiente, para posterior re-inalação.

    Em um sistema fechado somente precisamos reintroduzir no ambiente aquelaquantidade de oxigênio efetivamente absorvida pelo organismo enquanto queo CO2 é absorvido e o N2 mantem-se constante, como apresentado na Figura

    7.

    O Sistema Fechado utilizado no BATIUSP pode ser visto de formaesquemática na Figura 7.

  • 8/16/2019 BATIUSP

    17/45

    Uma vez que o batiscafo tem um volume interno de 800 litros, o ar interno poderia ser utilizado por pelo menos 15 minutos, sem contra-indicação.

    O sistema utiliza essa atmosfera ambiente como "buffer" e emprega um tubode oxigênio medicinal, com 480 litros de capacidade, armazenados a 3.000psi,dotado de reguladora e flowmeter, como fonte suplementar desse gás.

    Os demais componentes do sistema são:

      Máscara facial que, através de sistema de válvulas,

    canaliza o ar expirado para o absorvedor de dióxidode carbono

      Absorvedor de dióxido de carbono ("scrubber").

    Alguns aspectos adicionais do sistema são:  O tubo de oxigênio, através de seu medidor de

    vazão, pode ser monitorado e tem sua vazãoajustada manualmente, a fim de aumentar oudiminuir o fluxo de O2 para o ambiente. Apesar deum pequeno excesso de oxigênio na atmosfera (jádiscutido) não ser prejudicial, ele poderia diminuirconsideravelmente o tempo de fundo do batiscafo eaumentar o risco de incêndio.

      O comprimento das mangueiras que ligam as várias partes não deverá ser excessivamente longo, afimde não dificultar a entrada e saída do ar.Comprimentos superiores ao adequado causarãodificuldades (maiores trabalhos) para a respiração,e, portanto, maior consumo de oxigênio.

      Vários absorventes podem ser utilizados no

    "scrubber". A escolha de cada um deverá dependerdo tempo de fundo, e, naturalmente do custo.

    O "scrubber" consiste de uma caixa construída em PVC, comcapacidade para até 5kg de elemento absorvente. No seu interior, umatela de PVC, também resistente à corrosão, divide o volume a serocupado pelo absorvente.

    Um esquemático do "scrubber" também pode ser visto na Figura 7.

    6. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO 

  • 8/16/2019 BATIUSP

    18/45

    De fundamental importância neste programa é o sistema de comunicação, umavez que o BATIUSP, em uma missão típica, deverá agir como veículo deinspeção da embarcação de apoio.

    É composto de:

    o  Cabo eletromecânico com núcleo coaxialo  Telefones tipo magnetoo  Slip ringo  Gravador mini K7

    Um esquemático do sistema pode ser visto na Figura 8.

  • 8/16/2019 BATIUSP

    19/45

     

    Devido ao cronograma extremamente curto associado ao desenvolvimento e ànecessidade de instalação de um sistema seguro e eficiente, escolheu-se acomunicação via cabo eletromecânico através de telefones convencionais commagnetos.

    O cabo elétrico utilizado é um cabo eletromecânico especialmente desenhado para trabalhos oceanográficos, com 1/4'' DIA., o qual dispõe, em seu núcleo,

    de um cabo coaxial..

  • 8/16/2019 BATIUSP

    20/45

    Este cabo, bastante resistente, foi operado no mesmo guincho hidrográfico queopera o cabo de sustentação da unidade submarina.

    O comprimento total do cabo condutor é de 500m. Para tal comprimento, foisuficiente uma tensão de trabalho de 6 V, sendo utilizadas quatro bateriassecas de 1,5 V, sendo duas em cada extremidade do cabo.

    Sistemas semelhantes podem ser utilizados em profundidades superiores a1000 m.

    Os níveis de ruído, perda e consumo observados nas transmissões foram bastante baixos.

    A bordo da embarcação de apoio, além do telefone magneto, havia também

    uma saída elétrica de sinal para gravador de fitas magnético.A bordo do submersível, o telefone foi levemente modificado com a inclusãode um headfone, a fim de ser adaptado a cabeça do operador, sem anecessidade do emprego das mãos.

    Durante os testes, o cabo de sustentação do submersível foi enrolado em umguincho hidrográfico paralelamente ao cabo eletromecânico de comunicação.

    Esta operação, apesar de delicada, é viável para as profundidades envolvidas

    durante a fase de testes e apresentou resultado bastante satisfatório.A longo prazo, um sistema acústico sem fio deverá ser desenvolvido para acomunicação com o submersível, viabilizando a autonomia total do veículo.

    Tal sistema será, no futuro, de fundamental importância tanto para acomunicação como para navegação.

    7. O CÁLCULO RESUMIDO DOS PRINCIPAISCOMPONENTES MECÂNICOS 

    7.1 VASO DE PRESSÃO 

    O cálculo do vaso de pressão pode ser assim subdividido:

    - Cilindro com anéis dereforço

    - Tampos rebordeados

  • 8/16/2019 BATIUSP

    21/45

    - Cálculo dos reforços para aberturas do casco

    - Escotilha

    - Visores acrílicos

    a.  CÁLCULOS DOS CILINDROS E ANÉIS DE REFORÇO 

    O cálculo dos cascos submetidos à pressão externa é complicado pela existência do fenômeno da instabilidade elástica, além doescoamento plástico de membrana.

    Para o projeto do casco cilíndrico do BATIUSP utilizamos asolução gráfica do ASME Code for Pressure Vessels, SectionVIII, Division 2, a saber:

    Pt = 4B / [ n ( Do / t ) ] Eq. 01 onde:

    Pt = pressão de trabalho do cilindro(psi)

    B = coeficiente do gráfico UHA-28.1(ver figura)

    n = coeficiente de segurança

    t = espessura do casco (mm)

    Do= diâmetro externo do cilindro(mm)

    Para a obtenção de B precisamos inicialmente encontrar o valorde outro coeficiente, denominado A, o qual é obtido do gráfico

    UGO-28.0 do mesmo código (ver figura), a partir do valor de:L/Do = 214mm/700mm = 0,306 onde:

    L= distancia entre as linhas de centrodos anéis de reforço (mm)

  • 8/16/2019 BATIUSP

    22/45

     

  • 8/16/2019 BATIUSP

    23/45

     

    Do gráfico UHA-28.1 obtemos A = 0,006.

    Do gráfico UGO-28.0 obtemos B = 13.500.

    Substituindo na Eq. 01 obtemos Pt = 241psi = 16,2 ATM, a qualcorresponde a uma profundidade de 162m, aproximadamente.

    Adicionalmente, o ASME demanda que os anéis de reforçodeverão possuir um momento de inércia "I" satisfazendo:

    I  (0,18 Pt L Do²) / E Eq. 02 onde:

    E = módulo de elasticidade do material

    Dessa equação obtemos: I  11 cm4.

    Foram utilizados para os anéis de reforço perfis chatos de 10mmx 50mm com momento de inércia, incluindo a seção das soldas,igual a 15cm4.

    b. CÁLCULOS DOS TAMPOS REBORDEADOS 

  • 8/16/2019 BATIUSP

    24/45

    Os tampos rebordeados foram calculados pelo Swedish Code forPressure Vessels ano 1976, chapter 9.

    A pressão de trabalho Pt é dada pelo menor entre os seguintesvalores:

    Pt(1) = [ 200 ( Sf) (t –  b)] / (1,4.D.y ) Eq. 03

    Pt(2) = ( 18,2 / 10000 ( t –  b )² ]/ R² Eq. 04

    Pt(3) = ( e 1,5 ) [ 100 ( t  –  b )] / REq. 05

    Onde:

    R = raio de abauluamento (mm)

    Do = Diâmetro total externo do tampo(mm)

    e tensão de escoamento (Kg /mm2)

    Sf = coeficiente de segurança ( = 1,3)

     b = tolerância na espessura do tampo(1,5mm)

    y = concentração de tensão ( =1, deacordo com a tabela 9.1 da pg. 33 do

    referido código)

    Com os valores acima substituídos nas eq. 03, 04 e 05 obtemos:

    Pt(1) = 22,44 ATM ; Pt(2) = 23,09ATM ; Pt(3) =16,52 ATM

    Portanto Pt = Pt(3) = 16,52 ATM correspondendoaproximadamente a 165,2 m.

    c. CÁLCULO DA ESCOTILHA 

  • 8/16/2019 BATIUSP

    25/45

    Da teoria da flexão de placas circulares, carregadasuniformemente e com bordos simplesmente apoiados (Resistência dos Materiais –  Timoshenko, Stephens –  1977,capítulo 4), obtemos:

    M(max.) = [(3 +  p. R²] / 16 Eq.06

    max.) = [ 3 ( 3 +  ) p. R²] / 8 t² Eq.07 onde:

    M(max.) = momento fletor máximo(no centro do disco)

    max.) = tensão máxima de flexão(no centro)

    coeficiente de Poisson ( = 0,3 )

    R = raio do disco ( 200mm )

    t = espessura do disco no centro (30mm )

     p = distribuição de carga = pressão (Kg / mm² )

    Substituindo os valores obtemos max.) = 82500 Kg/mm² <tensão admissível para o material AISI 304 ( = 127.000Kg / mm²).

    d. CÁLCULO DOS VISORES ACRÍLICOS 

    Da teoria das placas circulares carregadas uniformemente e com

     bordos engastados (Resistência dos Materiais –  Timoshenko,Stephens  –  1977, capítulo 4) , obtemos :

    M(max.) = - (p. R² ) / 8 Eq. 08

    max.) = ( 0,75 p. R² ) / t² Eq.09

    Observando que o momento fletor máximo ocorre agora na borda e substituindo os valores obtemos max.) = 10125 Kg/mm2 < que a tensão admissível para o material methilmetacrilato ( 23.600Kg / mm² ).

  • 8/16/2019 BATIUSP

    26/45

    e. CÁLCULOS DOS REFORÇOS PARA ABERTURAS NOCASCO 

     No momento da fabricação do casco foram abertos grandesorifícios no cilindro e tampo frontal, os quais alojaram os visorese a escotilha.

    Estes furos representam enfraquecimentos na estrutura os quaisdeve ser compensados adicionando-se material ao redor dosmesmos.

    A quantidade de reforço deve ser suficiente para garantir ainexistência de instabilidade elástica e compensar o acréscimo natensão de membrana ocasionado pelas aberturas.

     Não vamos apresentar aqui o cálculo detalhado de todos osreforços mas apenas descrever a metodologia adotada.

    O critério básico para reforço foi aquele ditado pelo ASME Codefor Pressure Vessels Section VIII, Division 1 , e ilustrado nafigura abaixo, a saber:

    O cr itér i

    o prevê que deverá ser adicionada uma área (Sr ) transversal dereforço, ao redor da abertura do casco considerada,correspondendo, no mínimo, a seção ( Sa ) de material retiradoda abertura.

    Dessa forma Sr > Sa deverá ser satisfeita em todas as seções aoredor da abertura.

    O material adicionado como reforço deverá ter resistência igualao material retirado.

  • 8/16/2019 BATIUSP

    27/45

    Os detalhes construtivos do reforço também são especificados pela norma.

    Para o BATIUSP foi adotado o reforço de chapa superpostaconforme ilustrado na Figura 3.

    Dessa forma todas as aberturas no casco do BATIUSP foramdesenhadas para atender ao critério acima descrito.

    7.2 SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO 

    O sistema de sustentação foi executado com material adquirido junto aempresa COMCABO Comercio e Importação Ltda, conceituada firmafornecedora de cabos de aço, laços e equipamentos de força para o mercado

     brasileiro.As especificações utilizadas para o sistema de sustentação estão de acordocom a publicação "Normas Técnicas COMCABO - 2a. edição - 1978".

    Em condições normais de operação, o esforço no sistema de sustentação podeadvir de duas situações operacionais distintas:

    a. Submarino suspenso fora d'agua. 

    Situação em que o esforço será igual ao peso total do veículocom lastro:

    P =1.235Kgf (ver item7.3.b )

    b. Submarino imerso sujeito à flutuação negativa e ao arrastodevido a correntes 

  • 8/16/2019 BATIUSP

    28/45

     

    Situação em

     que o esf 

    or ço será a resultante Fr de duas forças:

    Fr = ( Fa² + Ff²) Eq. 10 onde,

    Fa = força arrasto devida à corrente(N)

    Ff = saldo ( peso - flutuação ) dosubmarino imerso = 235Kgf

    Fa pode ser calculado ( Mecânica dos Fluídos e Hidráulica -Ronald Giles ) a partir de:

    Fa =( ½ )Cd . St . c² Eq. 11 onde:

    Cd = coeficiente de arrasto (

    adimensional ) dependendo da formae do

  • 8/16/2019 BATIUSP

    29/45

     Número de Reynolds

    St = seção do veículo transversal acorrente (m2 )

     densidade da água ( Kg / m3 )

    c = velocidade da corrente ou doreboque (m/s )

    Estamos adotando para "c" o valor máximo de 2m/s ouaproximadamente 4kt. Nessa faixa de velocidade, o Número deReynolds para um cilindro de 700mm DIA com eixo paralelo aofluxo será da ordem de Re = e = 4 x 10^5.

    Em torno desse valor de Re o Cd é razoavelmente constante paracilindros e esferas podendo ser adotado o valor:

    Cd (t) = 0,8

    ( Mecânica dos Fluídos e Hidráulica -Ronald Giles )

    Cd (p) = 0,5

    onde:

    Cd(p) para o eixo do cilindro paraleloà direção da corrente.

    Cd(t) para o eixo do cilindro perpendicular à direção da corrente.

    Adicionaremos à área projetada do submarino a seção transversal

    do próprio cabo de aço, totalizando St = 2,9 m2.Substituindo os valores acima teremos:

    Fa = 290Kgf

    Ff = - 200Kgf

    Fr = 350Kgf

    Para uma estimativa do ângulo de inclinação do cabo desustentação nessa situação limite, temos:

  • 8/16/2019 BATIUSP

    30/45

    Tan Fa / Ff logo  50 graus (aproximadamente)

    c. CARGA DE TRABALHO E FATOR DE SEGURANÇA 

    Adotaremos como carga de trabalho (Ct) para o sistema, o maiorvalor obtido entre itens a e b acima, a saber:

    Ct = 1235 Kgf (estático)

    O fator de segurança sugerido pela COMCABO para compensaros efeitos dinâmicos ( acelerações do convés, guinchos, etc ) é Fs= 5. Entretanto, usaremos Fs = 8.

    Portanto, o sistema deve possuir uma carga de ruptura:

    Cr = 9880 Kgf

    O cabo principal de sustentação é uma peça sem emenda de cabode aço construção tipo 6X37AACI –  ½ pol. Dia. com asseguintes características:

    Comprimento total = 300 m

    Carga de ruptura = 9944 Kgf

    Peso p/metro no ar = 0,625 Kgf/m

    Peso imerso = 0,547 Kg/m

    Todos os demais componentes ( massames ) do sistema foramespecificados de acordo com a norma CONCABO para nomínimo 9880Kgf de ruptura, de forma a preservar o fator desegurança considerado.

    .

    7.3 ESTABILIDADE 

    a. FLUTUAÇÃO TOTAL 

    A integração do volume total do veículo fornece para a flutuaçãototal, incluindo as esferas de poliuretano ajustáveis, o valor:

    Ft = 999.821 cm3 , correspondendo aaproximadamente +1000 Kgf

  • 8/16/2019 BATIUSP

    31/45

    b. CALCULO DO PESO TOTAL 

      Casco cilíndrico 

    P1 = 285.953g

      Bocas flangeadas 

    P2= escotilha = 80.000 g

    P3 = visor frontal = 24.000 g

    P4 = visor inferior = 35.000 g

      Tampos Torisféricos NAR-65 

    Estimado a partir do disco inicial

    P5 = 2 x 35.000 = 70.000 g

      Peças pequenas diversas: olhais laterais, gatilho, suporte alertas. 

    P6 = 8.000 g (balança)

      Tirante reforço 

    P7 = 11.500 g

      Tripulante 

    P8 = 90 Kg = 90.000 g

      Sistema para respiração artificial 

    F9 = 50.000 g

      Sistema de proteção contra choques e estabilização 

    P10 = 40.000 Kg

      Lastro e Suporte 

    O sistema permite a alteração do peso do lastro emincrementos de 35.000 g, de um mínimo de 20.000g atéum máximo de 355.000 g.

    P11 = 20.000g a 355.000g ( recomendado = 250.000g)

  • 8/16/2019 BATIUSP

    32/45

      Sistema de sustentação 

    P12 = peso do sistema de sustentação = 175.000 g(submerso)

      Carga útil 

    P13 = 10 Kg = 10.000 g

    Em função dos sub totais acima, o peso total (s/ lastro, P11 = 0) será:

    Pt = Pi (i =1, 13 )

    Pt = 880.000 g = 880 Kgf

    A reserva de flutuação em caso de emergência (P11 = 0 ) é de:

    Rf = Ft  –  Pt(1) = 1000 Kgf - 880 Kgf= 120 Kgf

    A reserva de flutuação em operação normal (P11 = 250Kgf ) é de:

    Rf = Ft  –  Pt(2) = 1000Kgf –  1130Kgf= - 130Kgf

    A reserva de flutuação com lastro máximo ( P11 = 355Kgf ) é de:

    Rf = Ft  –  Pt(3) = 1000Kgf –  1235Kgf= - 235Kgf

    c. CÁLCULO DA ESTABILIDADE 

     Na Figura 9 podemos ver as posições do CG (centro degravidade) e CF (centro de flutuação), obtidas graficamente a

     partir da distribuição localizada de massas e volumes.

  • 8/16/2019 BATIUSP

    33/45

     

    Considerando a distribuição praticamente axisimétrica dasmassas e volumes foram desprezados os afastamentos de CF eCG em relação ao eixo longitudinal do veículo.

    A posição do CS (Centro de Sustentação) foi calculada de formaque, com P11 = 0 (sem lastro) o veículo fique em equilíbrioindiferente. Logo:

    i = 0 onde:

    Mi são os momentos dasforças Ft e Pt em relaçãoao CS

    Portanto, o casco submerso suspenso pelo CS assim posicionadonão tem nenhum momento para tirá-lo da horizontal provenienteda distribuição de massas e volumes.

    Entretanto, é um equilíbrio não estável, pois existirão torques

     produzidos por correntes, ondas etc.

  • 8/16/2019 BATIUSP

    34/45

    Precisamos introduzir torques restauradores que criem umasituação de equilíbrio estático estável para o plano vertical

    ("pitch" e "roll" ) e horizontal ("yaw"), conforme figura abaixo.

    Para garantir a estabilidade no plano vertical ("pitch" e "roll"), olastro é colocado de modo que o seu CG (designado CGL naFigura 9), fique na mesma vertical de CS. Deste modo, ele nãointroduz nenhum momento em CS exceto no caso de umarotação induzida por causas externas, quando então produzirá umtorque restaurador que garantirá o equilíbrio estável.

    A expressão para o torque restaurador é:

    vert - [ (P11. Eq.12 sendo:

    distancia verticalentre CS e CGL (=0,43m)

     perturbaçãoangular (em graus)

  • 8/16/2019 BATIUSP

    35/45

    A título de exemplo, imaginemos uma perturbação de 40kgf,com um ponto de aplicação situado a 100cm de CS. O desvio

     produzido, para P11 = 250Kgf, será:

    graus

     No caso da estabilidade no plano horizontal ("yaw") ela égarantida por uma hidrofólio plano com área de 0,60m2, cujocentro de pressão CP está a 170cm do CS.

    Para uma placa plana em um fluído em movimento (Mecânicados fluídos e Hidráulica - Ronald Giles), temos:

    Fl = ( ½ ) . Cl . S . c²Eq. 13 onde:

    Fl = lift (N)

    Cl = coeficiente de lift para placa plana = 2. seno  

     = angulo de ataque

    S = área da placa (m²)

    C = velocidade do fluido(m/s)

    Resolvendo a expressão 13 em função de "c" e "" obtemos:

    (horizontal) = - ( 655,5. c² .  

    Como exemplo, para uma velocidade do fluido de 1 kt, umaforça perturbadora de 30 Kgf a 100 cm de CS, temos umarotação dada por:

     graus

    7.5 DINÂMICA DO VEÍCULO 

  • 8/16/2019 BATIUSP

    36/45

    Queremos estudar o movimento do submersível livre do sistema desustentação, para que possamos prever o que ocorrerá caso haja ruptura domesmo.

    Temos dois casos distintos:

      Ruptura do sistema de sustentação sem a liberação do lastro pelooperador

      Ruptura do sistema de sustentação acompanhada da liberação do lastro pelo operador

    A equação diferencial do movimento é:

    M( dv / dt ) = [ F –  

    (1/2)Cd . St . v² ] Eq.15

    onde:

    M = massa dosubmersível na situaçãoem questão, a saber:

    M = massa

    total no primeirocaso

    M = massatotal semlastro, nosegundocaso

    v = velocidade verticaldo submersível

    F = força constante e nadireção vertical que atuano veiculo sendo:

    i) F =flutuaçãonegativa,

    no primeirocaso

  • 8/16/2019 BATIUSP

    37/45

    ii) F =flutuação

     positiva, nosegundocaso

    Integrando a equação diferencial do movimento obtemos:

    v = vl . [ ( e^at  –  1 ) / ( e^at + 1 ) ] Eq.15 onde:

    vl = [ 2F / ( Cd.St ) ] Eq. 16

    a = 2F / vl.M

    Observando a equação integrada do movimento concluímos que, a partir deuma condição de repouso, para ambas as situações, a velocidade verticalcresce rapidamente até atingir um valor assintótico "vl", dado pela Eq. 16.

    O tempo de aceleração pode ser estimado sabendo-se que:

    T = 2 / a

    é o período necessário para que o aparelho atinja aproximadamente 80% de vl.

    Analisemos, agora, cada caso em particular.

    a. Ruptura de cabo sem que o operador solte o lastro móvel 

    temos:

    M = massa total = 1.130Kg

    F = flutuação negativa = -130Kgf =

    1300Nobtemos:

    vl = 1,9m/s

    T = 1,2s

    Portanto, imediatamente após a ruptura do cabo, a velocidade crescerárapidamente (no sentido descendente), atingindo, após

    aproximadamente 1, 1 seg., o valor de 1,9m/s o qual produzirá um

  • 8/16/2019 BATIUSP

    38/45

    incremento de aproximadamente +11,4 ATM/minuto na pressão deoperação.

    Tendo em vista o fator de segurança adotado e partindo da profundidade de operação, o operador terá aproximadamente 30 seg para a liberação do lastro, antes de atingir a região perigosa, em termosdo colapso da estrutura.

    b. Após a liberação do lastro, temos: 

    M = 880Kg

    F = flutuação positiva = 120 Kgf =1200N

    obtemos:

    vl = 1,5m/s

    T = 0,86s

    Portanto, a velocidade crescerá no sentido ascendente atingindo, 0,87seg após o início do processo, o valor vl = 1,5m/s.

    O profundímetro acusará uma taxa de redução na pressão de - 9ATM/min.

    Os cálculos acima estão sujeitos a variações em função do ponto de ruptura docabo de sustentação, o qual poderá aumentar ou diminuir F e M.

    Entretanto, os valores determinados representam boas estimativas dos parâmetros máximos esperados em ambas as situações aventadas acima.

    7.6 VEDAÇÃO 

    Foram utilizados anéis tipo "O Ring'', fabricação da PARKER HANNIFINDO BRASIL

    .São fabricados em NEOPRENE, com dureza SHORE = 70.

    O NEOPRENE é indicado em aplicações estáticas e dinâmicas, bem como para uso em água salgada.

  • 8/16/2019 BATIUSP

    39/45

     Na figura abaixo encontramos um gráfico (Parker Hannifin –  1978) para a pressão limite (colapso por extrusão) das vedações com O-Ring, plotada emfunção da folga existente entre as superfícies a serem vedadas.

    O fator de segurança adotado no BATIUSP foi igual a 5.

    A maior folga encontrada no BATIUSP ocorre no eixo do gatilho dodispositivo de liberação do lastro, para a qual foi constatado o valor de

    0,2mm. Do gráfico acima obtemos:

    Pressão de Extrusão = 90 ATM

    Pressâo de Trabalho = 90 / 5 = 18ATM ou aproximadamente 180m.

    8. TESTES DE MAR  

  • 8/16/2019 BATIUSP

    40/45

     No dia 21/11/1979, o BATIUSP foi embarcado no N/Oc. Prof. W. Besnard, para o seu primeiro teste de mar. Participaram do cruzeiro, além dos pesquisadores do IOUSP, engenheiros das empresas Pronfer e Calderaria eMecânica Inox, principais firmas responsáveis pela execução da fabricação, osquais acompanharam e avaliaram os mergulhos e o funcionamento do sistema.

    Os teste podem ser divididos em seis etapas:

    o  Testes do sistema de respiração (na oficina do IOUSP)o  Teste de estabilidade e flutuação (Mar)o  Teste estrutural (Mar)o  Teste do sistema de comunicação (Mar)o  Mergulho tripulado na profundidade de 30m (Mar)o  Teste de liberação de lastro a 30m (Mar)

    a. Testes no IOUSP: Sistema de Respiração e Liberação do Lastro 

    Local : IOUSP

    Data : 16/11/1979

    Objetivo: - Primeira avaliação da eficiência do sistema respiração deciclo fechado

    - A idéia básica do teste, além de verificar ofuncionamento, era a de verificar o quanto pesadoseria acionar a alavanca de liberação, no interior doBATIUSP, considerando-se principalmente osefeitos de um estado de tensão emocional possívelde ser encontrado durante o mergulho.

    Descrição resumida: O teste do sistema de respiração consistiu numasimulação da situação a ser encontrada no mar, ou seja, com a escotilhafechada, durante um período de 02 horas, um pesquisador respira

    dentro do BATIUSP, através da máscara de absorção de CO2, com ooxigênio sendo reposto através do cilindro de oxigênio medicinal, ecom a supervisão exterior de outros técnicos envolvidos no projeto.

     No caso do lastro, foi simulada a liberação, com o operador confinado.

    Resultado: Após rias horas de respiração e varias repetições deliberação do lastro, os sistemas foram considerados aprovados semterem demonstrado nenhuma falha ou mau funcionamento.

    b. Teste de estabilidade e flutuação:

  • 8/16/2019 BATIUSP

    41/45

    Local: Litoral do Estado de S. Paulo, isóbata de 30m.

    Embarcação de Apoio: Noc. Prof. W. Besnard

    Data: 21/11/1979

    Descrição: o BATIUSP foi colocado a 10m de profundidade com P11 =250Kgf, enquanto mergulhadores o observavam externamente.

    Resultados: As principais conclusões associadas a este teste foram:

    o  A estabilidade vertical foi convenientemente assegurada peladistribuição de massas, embora ocorram oscilações de "pitch"induzidas pelo movimento vertical do navio.

    o  A flutuação negativa não era suficiente para garantir que oaparelho acompanhasse suavemente as oscilações do navio, oque provocava eventuais trancos no cabo de sustentação.

    o  A estabilidade horizontal foi adequadamente produzida pelohidrofoil até que houve a ruptura dos parafusos de nylonresponsáveis pela sua fixação, acarretando a sua perda.

    o  Retirado da água, observou-se que havia ocorrido um vazamento pelo registro interno de equalização.Uma vez desmontado oregistro, constatou-se que a gaveta inoxidável estava empenada,

     provavelmente em função de problema de fabricação.

    Correções: em seguida foram realizadas pequenas modificaçõesnecessárias, a saber:

    o  Adicionou-se mais 100Kg de massa ao lastro.o  Foi confeccionada uma nova aleta (provisória) em eucatex

    (3mm), agora fixada através de parafusos inoxidáveis.o  Retificou-se a bordo a gaveta do registro, colocando-se também

    um bujão como medida de segurança.

    Resultado final: na repetição do teste a 10m não foi observada maisnenhuma irregularidade.

    c. Teste estrutural 

    Local: Litoral do Estado de S. Paulo, isóbata de 300m.

    Embarcação de Apoio: Noc. Prof. W. Besnard

    Data: 21/11/1979

    Objetivo: avaliação estrutural e teste previsto em norma.

  • 8/16/2019 BATIUSP

    42/45

    Descrição: as normas técnicas contidas no ASME CODE FORPRESSURE VESSELS DIVISION 1 SECTION VIII, recomendam queo teste de um vaso seja realizado a uma pressão 50% maior do que a detrabalho. Dessa forma foram realizados quatro lançamentos a 50m,100m, 150m e 220m sendo que, em cada mergulho, após permanecerno fundo por 10 minutos, o BATIUSP era trazido a uma profundidadede 10m, onde um mergulhador vistoriava a existência de vazamento ouflambagem.

    Resultado: após o último mergulho, o casco foi colocado a bordo evistoriado pelos engenheiros e pesquisadores presentes não tendo sidoobservado nenhum vazamento ou sinal de flambagem na carcaça.

    d. Teste do sistema de comunicação 

    Local: Litoral do Estado de S. Paulo, isóbata de 30m.

    Embarcação de Apoio: Noc. Prof. W. Besnard

    Data: 21/11/1979

    Objetivo: avaliar o sistema de comunicação.

    Descrição: lançou-se o aparelho a 30m de profundidade com o sistema

    de comunicação montado.Resultado: a bordo do Navio Oceanográfico, foram recebidos, emótimas condições, os sinais enviados por um gravador, tipo K7,

     previamente colocado no interior do BATIUSP com mensagem prégravada.

    e. Primeiro mergulho tripulado 

    Local: Arquipélago de Alcatrazes - SP, isóbata de 30m.

    Embarcação de Apoio: Noc. Prof. W. Besnard

    Data: 21/11/1979

    Objetivo: avaliação geral do sistema e da situação do operador

    Descrição: um operador (o autor Paulo Mancuso Tupinambá) executouo primeiro mergulho tripulado, permanecendo pousado no fundo porcerca de meia hora. Foram testados os sistemas de respiração (principal

    e auxiliar) e comunicação.

  • 8/16/2019 BATIUSP

    43/45

    Resultados: o operador não reportou qualquer problema. Todos ossistemas operacionais.

    f. Teste de liberação de lastro 

    Local: Arquipélago de Alcatrazes - SP, isóbata de 30m.

    Embarcação de Apoio: Noc. Prof. W. Besnard

    Data: 21/11/1979

    Objetivo: avaliação geral do sistema de liberação do lastro e docomportamento dinâmico do veículo.

    Descrição: o BATIUSP tripulado (pelo autor Jose Mario Conceição deSouza) foi posicionado no fundo a 30m. Em seguida, foram liberados120m de cabo de sustentação, garantindo a total independência dosubmersível. A posição do aparelho foi sinalizada através da colocaçãode uma bóia cega e o navio deslocou-se aproximadamente 200m contraa corrente, para evitar uma eventual colisão durante a ascensão.

    O lastro foi liberado pelo operador do BATIUSP.

    Resultados: foram observados os seguintes aspectos:

    o  O BATIUSP subiu mantendo a posição aproximadamentehorizontal.

    o  O tempo de ascensão foi de aproximadamente 15seg, compativelcom o cálculo em 7.5..

    o   Na superfície, o aparelho girou sobre seu eixo 180 graus, posicionando-se com a escotilha voltada para baixo, mas permanecendo aproximadamente horizontal.

    o  Foi recolhido a bordo em perfeitas condições.

    Com base nos diversos testes executados, ao largo da costa de São Paulo e noArquipélago de Alcatrazes em novembro de 1979, podemos afirmar:

      O sistema de respiração provou ser extremamente eficaz e seguro.  Uma vez que o mergulhador estará sempre a 1 atm, todos os problemas

    de um mergulho hiperbárico foram eliminados.  Durante os dois mergulhos tripulados efetuados, as condições do ar-

    ambiente foram excelentes. O primeiro mergulho teve a duração de 30minutos e o segundo de 90 minutos.

      A reserva de oxigênio, provida pelo tubo de 480 litros, provou ser

    eficaz para até 2 horas de uso contínuo, em condições de descanso.

  • 8/16/2019 BATIUSP

    44/45

      Efeitos de condensação de água interna, nas paredes de aço do batiscafo, foram observados no início de cada mergulho. Estão provavelmente associados à umidade liberada pelo corpo humanorecem instalado no interior do casco a qual encontra as paredes de açoresfriadas pela água do mar. Em profundidades maiores é esperado queesta condensação aumente consideravelmente.

      De um modo geral, o sistema BATIUSP demonstrou estar emcondições totalmente operacionais.

    AGRADECIMENTOS:

    Ao Professor Doutor Kamal, A. R. Ismail da Unicamp pela consultoria prestada. A Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP). Ao banco Banespa eao Ministério da Educação e Cultura (MEC) que financiaram a construção doequipamento e FAPESP pelo apoio dado no Cruzeiro do Noc. Prof W.Besnard aos Rochedos de São Pedro e São Paulo no Atlantico Equatorial.

    1.  BIBLIOGRAFIA 

    1.  ASME Code For Pressure Vessels Divisão 1, Seções 8 e 9

    1.  Swedish Code For Pressure Vessels - 1976

    1.  ABNT - PNB - 109

    1.  Pressure Vessels Handbook, W.B. Sauders Co., 1977

    1.  Stainless Steel Handbook, 1978, Wiley

    1.  Plastic Materials Handbook, 1977, Wiley & Sons

    1.  Especificações para Aparelhos de Força Concabo , 1979, 2a edição,Concabo Com. E Imp. Ltda

    1.  Especificações para Anéis de Vedação, Parker Hannifin do Brasil, 1979

    1. 

    Especificações Niken para Tampos Torisféricos, 1979, NikenMetalúrgica Ltda

  • 8/16/2019 BATIUSP

    45/45

    1.  The NOAA Diving Manual, United States Department of Commerce,1977

    1.  The Business of Diving, John E Kenny, Penn Pub. Inc., 1976

    1. 

    Resistência dos Materiais, Timoshenko e Stephens, 1977

    1.  FIRMAS QUE PARTICIPARAM DA EXECUÇÃO DOPROJETO 

    1.  Calderaria e Mecânica Inox Ltda.

    Calandragem, solda argônio, solda elétrica,decapagem

    1.  Pronfer Ltda.

    Fornecimento de aço-inox 304, corte e plasma

    1.  Niken Metalúrgica Ltda.

    Tampos rebordeados

    1.  J.F. Basso Ltda.

    Usinagem em geral

    1.  Instituto de Pesquisa Tecnológica (IPT - USP)

    Serviço especial de usinagem (mandriladora)

    1.  Plastitécnica Ltda.

    Visores acrílicos

    1.  Imbel Ltda.

    Radiografia de soldas