BRAGA, Miguel Savio de Carvalho. Embarcações a vela do litoral do Estado do Ceará: construção, construtores, navegação e aspectos pesqueiros. 2013. 342 f. Tese (doutorado) - Universidade Federal do Ceará, Instituto de Ciências do Mar, Pós-Graduação em Ciências Marinhas Tropicais, Fortaleza, 2013 . / Submitted by Nadsa Cid (nadsa@ufc.br) on 2014-10-20T13:59:37Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_msdecbraga.pdf: 19095698 bytes, checksum: b7c8b8243462d1706d1aa9098c752371 (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid(nadsa@ufc.br) on 2014-10-20T14:00:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_msdecbraga.pdf: 19095698 bytes, checksum: b7c8b8243462d1706d1aa9098c752371 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-20T14:00:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_msdecbraga.pdf: 19095698 bytes, checksum: b7c8b8243462d1706d1aa9098c752371 (MD5) / CHAPTER 1 – Profile of the artisanal carpenters of sail crafts in Ceará State In a worldwide scenario, during the XV Century, the naval building of sail craft underwent an evolutionary development that enabled the undertaking of long-length voyages across the oceans. By arriving at Brazil, an intensive interaction process between local sail boat construction and that of European-derived knowledge. The sail rafts, at first built without sail, were deployed over the whole Brazilian northeast, mainly in Ceará State, as artisanal crafts, evolving from simple dugouts to the actual wooden ones as well as canoes and rowboats. For this research work, the Ceará State’s coast was surveyed from September, 2010 to May, 2012, taking in situ stock of all types of constructed crafts, and pinpointing and interviewing artisanal builders of sailboats, who are than main target population of this survey. To this aim, 36 accomplished carpenters, locally recognized as such, were required to answer a number of questionnaires directed toward a full appraisal of the artisanal naval builders, its professional profile and handicraft, for which photographic records, pictures and sound recordings were obtained. The derived data were transferred to electronic spreadsheets and then analyzed by crosschecking the recorded interviews and the movie pictures. This survey led to the following results: occurrence of low reading ability by the artisanal carpenters so that 44 per cent were found to be illiterate; non-existence of any kind of professional registration by the competent public offices; mean age of 22.1 years; high mean working time and frequency of distribution among the sampled population; factors of influence and origin of learning techniques and absence of functional framing, since they to do not retire as naval builders. Significant results were got as to the artisanal carpenters’s profile in Ceará State, which were deemed quite relevant for the maintenance of the folklore of their techniques applied to the construction of sail crafts, and round up the historic and socioeconomic heritage of the Ceará State’s coastline . CHAPTER 2 – Construction of different types of sail craft along Ceará State’s coastline The sailboats are used in fisheries since the middle ages and were introduced in Brazil at the beginning of its discovery. The Ceará State’s fleet is made up of rafts, canoes and boats whose study was meant for describing aspects of the building process and for ascertaining the existence of differentiation among fishing communities as to costs, construction time, basic materials, hand tools and positioning of masts according to boat size, sail types and setting of lining patterns. The methodology consisted of data surveys carried out locally, in the period from May, 2010 through December, 2012, by means of interviews with 36 artisanal carpenters in 25 fishing sites of 18 costal counties, by applying questionnaires and data gathering by recording, photography and movie pictures. The constructive technique consists of mounting a “primary skeleton” to which all other component parts are attached. The building principle of the triangle and bastard boats is the same as adopted by the whole of the labor force, which are identical as to their constructive pattern and hull framework, but differ as to the types of masts ands sails, namely the bastard one having a fixed mast and a storm jib, and the triangle one having a triangular storm jib. The construction costs vary in a decreasing order for boats, rafts and canoes, as determined by the craft length and kind of timber. Somewhat exceptionally there was identified in Bitupitá, Barroquinha county, the existence of a square storm jib named “four-fist sail”, bent up as a bastard mast in the fish-weir canoes. CHAPTER 3 – The navigation practiced by master position markers on board sail boats in Ceará State The orientation carried out on board sailboats for navigation and fishing makes use of landmarks in order to compose the position lines named pathway and outpost that, while intercrossing, determine the sought after site. This activity has been taking place since the very early existence of the sail raft and it endures itself from generation to generation. This study was undertaken by master markers in some fishing localities, namely Baleia, Fortaleza and Redonda where canoes, sail rafts and boats are respectively predominant. The practice of this kind of navigation is similar for the various types of boats and diverges from one another very little among the studied landing points. The exercise of orientation requires that the master marker has got good eyesight and memory in order to find out the pathway and the outpost, besides undergoing setbacks from the absence of sunlight. That activity is started when the fisherman is still young, and his long-lived expertise is acquired independently of the educational degree as it is derived from both the fishing chores and the accumulated experience. The observation of stars and planets reveals the way back to the home port whose identifying star receives many nominations along Ceará State’s coastline. The lack of visibility brought about by rain, clouding, and other factors meddle with the identification of conspicuous landmarks. This age- old technique has been gradually replaced by the use of GPS devices for pinpointing the most productive fishing grounds, with a high degree of acceptance by the young generation. The low purchase price and the proved efficiency of that equipment has accounted for the diffusion of their advantages among the fishing communities of Ceará State. CHAPTER 4 – Sail crafts in Ceará State’s coastline: fleet and fishing production spatial distribution The Ceará State’s coastline spreads over 573 km distributed by 20 coastal counties, and 113 estuarine and marine fishing communities. This study is based on the following statistical data gathered through the ESTATPESCA Program: fleet composition by types of boat and county; fish production by type of boat and county; catch composition of the main fish species by type of boat. A detailed description of the sailboats in Ceará was presented in order to provide information on a number of variants of their main types, namely hollow raft, styrofoam-fulled rafts, canoe from Paracuru, canoe from Moitas-Baleia; canoe from Camocim; canoe from Acaraú-Preá-Bitupitá; canoe from Bitupitá fish-weirs, canoe-raft from Fleixeiras-Guagiru, triangle boat and bastard boat. The results show the small raft holds a numeric majority and a wider geographic distribution, standing out by being lighter to anchor on the beach sand, requiring fewer crew, and entailing lower construction and maintenance costs. The boats show a narrower territorial range, with the bastard ones being concentrated in Camocim county and the triangle ones more frequent in Icapuí county. The canoe and the large-sized raft hold an outstanding predominance on the western and the eastern sides of Ceará State’s coastline, respectively. In relative terms, the main types of fishing craft took part in the caches according to the following proportions: canoes = 45.3 per cent; small raft = 22.3 per cent; boats = 22.4 per cent. Among their home counties stand out Camocim, Itarema, Icapuí and Acaraú, the ones that boast a more exclusive fish production made out of such species as yellowtail snapper, king mackerel, Caribbean red snapper, black grouper, dog snapper and dolphin. The large-sized rafts have shown of late a tendency for playing a lesser part in fish catching, but they are still relevant in such Ceará State’s counties as Fortaleza, Aquiraz, Beberibe Cascavel and Aracati. / CAPITULO 1 – Perfil dos carpinteiros artesanais de embarcações a vela do litoral do estado do Ceará No contexto mundial, durante o século XV, a construção naval das embarcações veleiras passaram por evoluções que propiciaram o empreendimento de grandes viagens. Chegando ao Brasil iniciou-se um longo processo de interação construtiva das embarcações locais com o conhecimento europeu. As jangadas inicialmente construídas sem velas evoluíram e se propagaram por todo o nordeste e, principalmente no Ceará como embarcação de pesca artesanal, evoluindo das jangadas de troncos às atuais de tábuas, assim como ocorreu evolução construtiva artesanal das canoas e botes. O litoral cearense foi percorrido no período de setembro de 2010 a maio de 2012, identificando-se in loco os tipos de embarcações construídas, e localizando e entrevistando construtores artesanais de embarcações a vela, foco principal deste trabalho. Foram entrevistados 36 carpinteiros de comprovado reconhecimento local, que responderam questionário estruturado com perguntas direcionadas diretamente à identificação do construtor artesanal, seu perfil profissional e da sua arte construtiva, permitindo registros fotográficos, filmagens e gravações. Os dados de cada questionário foram transcritos para planilhas eletrônicas e analisadas, combinando com as gravações de entrevistas transcritas e das filmagens. A pesquisa constatou a baixa escolaridade dos carpinteiros artesanais entrevistados, com 44% de alfabetizados e 42% de analfabetos; a inexistência de qualquer registro construtivo empregado; média de idade; media de tempo de trabalho e frequência da distribuição do tempo de trabalho entre os carpinteiros entrevistados; influência e origem do aprendizado e ausência de enquadramento funcional destes já que não se aposentam como construtores artesanais. Resultados importantes foram obtidos sobre o perfil do carpinteiro artesanal cearense, considerados importantes para a manutenção da tradição cultural de suas técnicas aplicadas à construção de embarcações a vela, e que compõem o patrimônio histórico e socioeconômico do estado. CAPITULO 2 – A construção dos diferentes tipos de embarcações a vela do litoral do estado do Ceará As embarcações a vela são usadas na pesca desde a Idade Média e foram introduzidas no Brasil no início do descobrimento. No Ceará, a frota veleira é constituída por jangadas, paquetes, canoas e botes, e este estudo objetivou descrever os aspectos e processo construtivos destas embarcações, e verificar a existência de diferenciação entre localidades quanto aos custos, tempo de construção, materiais, ferramentas manuais, posicionamento dos mastros com os tipos e tamanhos de vela e elaboração de planos de linhas. A metodologia constou de levantamentos de dados in loco, no período de maio 2010 a dezembro de 2012, com entrevistas com 36 carpinteiros artesanais em 25 localidades de praia de dezoito municípios, e aplicação de questionários e registros por gravação, fotografia e filmagem. O método construtivo adotado pelos construtores é o do “esqueleto primeiro”, ao qual os diversos componentes são acrescentados. O principio para a construção dos botes triângulo e bastardo é o mesmo adotado por toda a força de trabalho, que são idênticos no aspecto construtivo e de estrutura de casco, diferem no tipo de mastro e vela, tendo o bastardo um mastro fixo com vela latina bastarda e o bote triângulo vela latina triangular. Os custos de construção variam em ordem decrescente para botes, jangadas, canoas e paquetes, determinados pelo comprimento da embarcação e tipo de madeira. Pontualmente, registrou-se em Bitupitá a existência da vela quadrangular latina, denominada de “vela quatro punhos”, envergada em mastro bastardo nas canoas de curral. CAPITULO 3 – A navegação praticada por mestres marcadores nas embarcações a vela no estado do Ceará A orientação praticada a bordo de embarcações veleiras para navegação e pesca utiliza referências de terra para compor as linhas de posição denominadas caminho e assento que, ao se cruzarem, determinam o local desejado. Esta atividade vem acontecendo desde a existência da jangada de piúba e se perpetua por transmissão entre gerações. O estudo foi desenvolvido com mestres marcadores de três localidades, Baleia, Fortaleza e Redonda, onde predominam canoas, jangadas e botes, respectivamente. A prática desta modalidade de navegação é idêntica para os diferentes tipos de embarcação e diferem pouco entre as localidades estudadas. O exercício da orientação exige que o mestre marcador tenha boa visão e memória para encontrar caminho e assento, além de sofrer restrições na ausência da luz solar. Essa atividade é iniciada pelos marcadores ainda na juventude, e esses conhecimentos são adquiridos independentes do grau de instrução e se consolidam tanto pelo exercício da pesca quando pela experiência adquirida. A observação de estrelas e planetas revela a direção do caminho de volta ao porto de origem tendo a estrela do porto várias denominações no litoral cearense. A falta de visibilidade do litoral, ocasionada por chuva, cerração ou outros fatores, interfere negativamente na identificação de pontos de referência existentes no litoral. A marcação terrestre vem sendo gradativamente substituída pelo uso do GPS na localização dos pesqueiros mais produtivos, com grande aceitação pelos mais jovens. O baixo preço e eficiência comprovada desse equipamento têm justificado sua difusão ao longo de todo o litoral do Ceará. CAPITULO 4 – Embarcações a vela do litoral do estado do Ceará, distribuição espacial da frota e da produção pesqueira O Ceará possui 573 km de litoral, distribuído por 20 municípios costeiros e conta com 113 localidades de pesca estuarina e marinha. Este estudo se baseia nos seguintes dados estatísticos do Programa ESTATPESCA a- composição da frota por tipo de barco e município; b- produção de pescado por tipo de barco e município; c- produção das principais espécies de peixe por tipo de embarcação. Foi feita a descrição das características das embarcações a vela do Ceará de uma forma mais detalhada que as dividiu em jangadas ocada e de isopor; paquetes ocado e de isopor; canoa de Paracuru; canoa de Moitas-Baleia; canoa de Camocim (bianas); Canoa de Acarau-Preá-Bitupitá; canoas de currais de Bitupitá; canoa-paquete de Fleixeiras-Guagiru e botes triangulo e bastardo. Os resultados mostram que os paquetes são maioria numérica e com maior distribuição geográfica, destacam-se pela versatilidade, por serem leves para encalhe e movimentação na faixa de praia, pela necessidade de pequena tripulação e baixo custo de construção e manutenção. Os botes têm a menor abrangência territorial, com o bastardo bem concentrados em Camocim e o triângulo com maior concentração em Icapuí. A canoa tem predominância exclusiva no litoral oeste e a jangada, no litoral leste. Em termos relativos, as embarcações participaram da captura nas seguintes proporções: canoas = 45,3 %; paquete = 22,3 %; botes = 22,4%, destacando-se os municípios de Camocim, Itarema, Icapuí e Acaraú. Estes têm produção mais seleta, capturando espécies de maior valor comercial, a saber guaiúba, cavala, pargo, sirigado, carapitanga e dourado. As jangadas vêm perdendo importância relativa na captura do pescado, mas ainda com destaque para os municípios de Fortaleza, Aquiraz, Beberibe Cascavel e Aracati.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-14T21:32:46Z No. of bitstreams: 1 DaviHenriqueDosSantos_DISSERT.pdf: 3943405 bytes, checksum: 5c8c6264a12d6d09afccf8adb3614371 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-15T22:17:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DaviHenriqueDosSantos_DISSERT.pdf: 3943405 bytes, checksum: 5c8c6264a12d6d09afccf8adb3614371 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-15T22:17:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DaviHenriqueDosSantos_DISSERT.pdf: 3943405 bytes, checksum: 5c8c6264a12d6d09afccf8adb3614371 (MD5) Previous issue date: 2016-07-13 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / As pesquisas relacionadas ? automa??o de veleiros rob?ticos cresceram rapidamente nos ?ltimos 15 anos. Os principais desafios enfrentados nos projetos de veleiros aut?nomos s?o o controle, planejamento de caminho e trajet?ria, coleta de dados dos sensores e o suprimento energ?tico. Desta forma, o presente trabalho realiza um estudo sobre problemas de controle e planejamento de caminho comumente encontrados durante o projeto de veleiros aut?nomos. Os m?todos aqui desenvolvidos ser?o aplicados nos veleiros utilizados no projeto N-Boat, permitindo aos mesmos alcan?ar os pontos alvos, realizando a dif?cil tarefa de velejar contra o vento caso necess?rio. Para alcan?ar estes objetivos, primeiramente um m?todo para encontrar o controlador de baixo n?vel mais adequado ? aplica??o desejada foi desenvolvido. O m?todo utiliza um controlador PI com par?metros vari?veis, encontrando uma tabela que cont?m os melhores par?metros proporcional e integrativo adequados a cada situa??o, de acordo com o modelo utilizado. Um m?todo para a gera??o de caminho em situa??es de contravento foi modelado, implementado e testado em simula??o. Para gerar os pontos do caminho, o m?todo utiliza dois par?metros: a dist?ncia dispon?vel e a orienta??o desejada para o veleiro durante a manobra. Em seguida, um m?todo de otimiza??o foi implementado e testado em simula??o. O m?todo utiliza algoritmos gen?ticos para manipular os par?metros do m?todo de gera??o de caminhos, encontrando quais par?metros geram o trajeto de menor tempo ao destino. O trabalho apresenta diversos testes em simula??o para demonstrar a validade e robustez dos m?todos desenvolvidos. / The main challenges in the development of autonomous sailboats are: control, path and trajectory planning, sensor data acquitision, and power supply. Towards this direction, this paper introduces a study on the problems of control and path planning commonly found during the autonomous sailing projects. The methods developed here are to be applied in the sailboats used in the N-Boat project, allowing them to reach targets points accurately and quickly, and to perform one of the must difficult tasks in sailing that is navigating against the wind. To achieve these goals, at first, a method to find the most appropriate low level controller for the desired application is developed. This method uses a dynamic PI controller, coming up with a table that contains the best proportional and integrative parameters that are appropriate to each situation according to the model used. A method for generation of paths in situations contrary to wind is also modeled, implemented and tested (in simulation). To generate the way points, this method takes into account two parameters: the distance available for the maneuvering and the desired orientation of the boat during the maneuver. An optimization method is proposed, based on genethic algorithm, implemented, and also tested (in simulation) for getting the controller best parameters. The method manipulate some defined parameters for generating paths, finding the ones that generate the path in which the boat achieves the minimum time to destination. Results of various simulation experiments are shown to demonstrate the validity and robustness of the methods developed.

Este trabalho apresenta uma ferramenta flexível e eficiente para o campo de projeto e desenho preliminar de cascos de embarcações. O estado da arte de projeto de cascos de embarcações consiste em um processo iterativo onde, primeiramente, definem-se parâmetros geométricos, de estabilidade, e hidrodinâmicos. Em seguida, o casco é modelado através de curvas paramétricas. submetido a uma análise de desempenho, e, após isso, é feita a tomada de decisão para otimizar os parâmetros iniciais. O ciclo se repete até que se atinja o resultado desejado. O que será apresentado cumpre com a parte de modelagem paramétrica, e é capaz de gerar de forma automática e otimizada curvas que compõem o projeto de uma embarcação de recreio. A ferramenta recebe parâmetros de alto nível, como razões adimensionais, coeficientes de forma e restrições, e desenha tridimensionalmente um casco intrinsecamente suave, de forma que todos os parâmetros especificados sejam atendidos. Uma metodologia de projeto de cascos de veleiros é utilizada em conjunto com curvas B-Splines, submetidas a um algoritmo de otimização, em cuja função objetivo se empregam critérios de suavidade (\"fairness criteria\"). O problema de otimização de curvas B-Splines é não linear, pela própria formulação da função objetivo e suas restrições. Para tal, utiliza-se um método de Programação Quadrática Seqüencial. Para a otimização dos parâmetros principais do casco, utiliza-se uma metodologia de baixo custo, baseada na técnica de Superfície de Resposta, que otimiza uma função de mérito, no caso, a resistência residual, variando-se dois parâmetros do casco. A interface com softwares CAD é desenvolvida com o objetivo de se realizar outras análises, como de curvatura da superfície, além do projeto do restante da embarcação. Neste também pode ser gerado o bloco sólido para integração com softwares de CAM para a usinagem e fabricação do mesmo. / This article presents a flexible and efficient tool to the field of ship project and preliminary design by using an approach of parametric modeling of hull forms. The state of the art of design of hulls consists in an iterative process where, first, geometric, stability and hydrodynamic parameters are defined. After that, the hull is modeled through parametric curves, simulated in a performance analysis software, and, after that, it is taken the decision to optimize the initial parameters. The cycle repeats until it reaches the desired result. This work deals with the part of parametric modeling, and is capable to generate, in an automatic way, optimized curves that compose the design of the hull of a yacht. The tool receives high level parameters, such as non-dimensional ratios, coefficients and restrictions, and draws a three-dimensional hull, intrinsically fair, fulfilling all the specified parameters. A methodology for the design of sail-boats is presented together with B-Splines curves, submitted to an optimization algorithm, using fairness criteria as the objective function. The optimization problem of B-Splines curves is not linear, because of its mathematical formulation, the objective function and constraints adopted. Therefore, a method of Sequential Quadratic Programming is used. For the optimization of the main parameters of the hull, a cost-effective methodology, based on the Surface Response Method, is proposed, optimizing a merit criterion, such as, the residuary resistance, changing two parameters of the hull. The interface with CAD software is implemented in order to allow other analyses, such as surface curvature, and the design of the other parts of the boat. The drawing also can be transformed into a solid model, and integrated with a CAM software to be ready for itsmanufacturing.

De maneira geral, o mercado náutico brasileiro ainda é muito restrito, principalmente o de pequenas embarcações. Nos últimos anos, porém, devido a uma maior exposição na mídia dos bons resultados internacionais de velejadores e exploradores brasileiros, a vela tem se popularizado. Esta dissertação descreve o projeto de um veleiro de pequeno porte para esporte/lazer fabricado em polietileno linear de média densidade (PEMD) pelo método da rotomoldagem. Este método tem se difundido rapidamente no exterior para a fabricação de equipamentos náuticos de pequeno porte, como veleiros e caiaques, proporcionando redução de custos e vantagens ambientais relacionadas ao processo de construção. A embarcação projetada é voltada para uma tripulação de duas pessoas adultas (ou um adulto e duas crianças) e foi dimensionada para um fácil transporte, possibilitando carregá-la sobre o bagageiro de um automóvel. O foco deste trabalho está no projeto naval. Desta forma, foram percorridas todas as etapas pertinentes de um projeto de veleiro, desde o projeto do casco, passando pelo projeto do plano vélico, projeto dos apêndices (bolina e leme), análise estrutural do casco em elementos finitos e verificação de desempenho comparativo com um veleiro bem conhecido no ramo da vela. Destaca-se o projeto do plano vélico, no qual, de forma otimizada, se obteve um conjunto de velas (mestra e buja) de bom desempenho, sem, contudo, comprometer a estabilidade do veleiro. Uma análise econômica preliminar indicou a possibilidade de se fabricar o veleiro rotomoldado com custo reduzido, abaixo do preço de mercado de veleiros do mesmo porte disponíveis no mercado nacional. Complementarmente, verificou-se também a possibilidade de se utilizar material reciclado na construção da embarcação, o que, além de ser uma alternativa para diminuir custos, proporciona benefícios ambientais ao minimizar sobras de produção. / In a general way, the Brazilian nautical market is still very restricted, specially the one of small dinghies. In the last years, however, mainly due to a greater exposure on the media based on good international results of Brazilian sailors and explorers, sailing has being popularized. This Msc. Thesis describes the design of a small sail dinghy, for sport or leisure use, made with medium density linear polyethylene using the method of rotomolding. This method has been spreading rapidly worldwide as a process of fabrication of small nautical crafts like sailboats and kayaks, since it results in cost reductions and environmental gains related to the construction process. The designed sailboat is directed for a crew of two adults (or an adult and two children), and was dimensioned for an easy transport, even on the top of a car. This work is focused on the development of the naval design. Therefore, it goes through all the design steps of a sailboat, starting with the design of the hull, and then going through the design of the sails, appendices (rudder and dagger board), hull structural analysis by Finite Elements Method (FEM) and verification of performance of the sailboat in comparison with a well known sailing dinghy. It should be highlighted, also, the sails designing process, which, in an optimized way, generated a set of sails (main and jib) of good performance, without, however, jeopardizing the stability of the sailboat. Through a preliminary economical analysis, it was verified that it is possible to produce a rotomolded sailboat with reduced cost, even below the market prices of national sailboats of this size. As a complement, the possibility of employing recycled material in the construction of the boat has been studied. Besides being an alternative to diminish costs, it can bring environmental benefits, as it minimizes production scraps.

Este trabalho apresenta uma ferramenta flexível e eficiente para o campo de projeto e desenho preliminar de cascos de embarcações. O estado da arte de projeto de cascos de embarcações consiste em um processo iterativo onde, primeiramente, definem-se parâmetros geométricos, de estabilidade, e hidrodinâmicos. Em seguida, o casco é modelado através de curvas paramétricas. submetido a uma análise de desempenho, e, após isso, é feita a tomada de decisão para otimizar os parâmetros iniciais. O ciclo se repete até que se atinja o resultado desejado. O que será apresentado cumpre com a parte de modelagem paramétrica, e é capaz de gerar de forma automática e otimizada curvas que compõem o projeto de uma embarcação de recreio. A ferramenta recebe parâmetros de alto nível, como razões adimensionais, coeficientes de forma e restrições, e desenha tridimensionalmente um casco intrinsecamente suave, de forma que todos os parâmetros especificados sejam atendidos. Uma metodologia de projeto de cascos de veleiros é utilizada em conjunto com curvas B-Splines, submetidas a um algoritmo de otimização, em cuja função objetivo se empregam critérios de suavidade (\"fairness criteria\"). O problema de otimização de curvas B-Splines é não linear, pela própria formulação da função objetivo e suas restrições. Para tal, utiliza-se um método de Programação Quadrática Seqüencial. Para a otimização dos parâmetros principais do casco, utiliza-se uma metodologia de baixo custo, baseada na técnica de Superfície de Resposta, que otimiza uma função de mérito, no caso, a resistência residual, variando-se dois parâmetros do casco. A interface com softwares CAD é desenvolvida com o objetivo de se realizar outras análises, como de curvatura da superfície, além do projeto do restante da embarcação. Neste também pode ser gerado o bloco sólido para integração com softwares de CAM para a usinagem e fabricação do mesmo. / This article presents a flexible and efficient tool to the field of ship project and preliminary design by using an approach of parametric modeling of hull forms. The state of the art of design of hulls consists in an iterative process where, first, geometric, stability and hydrodynamic parameters are defined. After that, the hull is modeled through parametric curves, simulated in a performance analysis software, and, after that, it is taken the decision to optimize the initial parameters. The cycle repeats until it reaches the desired result. This work deals with the part of parametric modeling, and is capable to generate, in an automatic way, optimized curves that compose the design of the hull of a yacht. The tool receives high level parameters, such as non-dimensional ratios, coefficients and restrictions, and draws a three-dimensional hull, intrinsically fair, fulfilling all the specified parameters. A methodology for the design of sail-boats is presented together with B-Splines curves, submitted to an optimization algorithm, using fairness criteria as the objective function. The optimization problem of B-Splines curves is not linear, because of its mathematical formulation, the objective function and constraints adopted. Therefore, a method of Sequential Quadratic Programming is used. For the optimization of the main parameters of the hull, a cost-effective methodology, based on the Surface Response Method, is proposed, optimizing a merit criterion, such as, the residuary resistance, changing two parameters of the hull. The interface with CAD software is implemented in order to allow other analyses, such as surface curvature, and the design of the other parts of the boat. The drawing also can be transformed into a solid model, and integrated with a CAM software to be ready for itsmanufacturing.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EinsteinGS_DISSERT.pdf: 2235729 bytes, checksum: c7975deebdcccbba6d5c03bbecc7084d (MD5) Previous issue date: 2014-01-23 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / We propose in this work a software architecture for robotic boats intended to act in diverse aquatic environments, fully autonomously, performing telemetry to a base station and getting this mission to be accomplished. This proposal aims to apply within the project N-Boat Lab NatalNet DCA, which aims to empower a sailboat navigating autonomously. The constituent components of this architecture are the memory modules, strategy, communication, sensing, actuation, energy, security and surveillance, making these systems the boat and base station. To validate the simulator was developed in C language and implemented using the graphics API OpenGL resources, whose main results were obtained in the implementation of memory, performance and strategy modules, more specifically data sharing, control of sails and rudder and planning short routes based on an algorithm for navigation, respectively. The experimental results, shown in this study indicate the feasibility of the actual use of the software architecture developed and their application in the area of autonomous mobile robotics / Propomos neste trabalho uma arquitetura de software para barcos rob?ticos destinados a atuarem em ambientes aqu?ticos diversos, de forma totalmente aut?noma, realizando telemetria com uma esta??o-base e desta recebendo miss?es a serem realizadas. Tal proposta visa aplicar-se dentro do projeto N-Boat do laborat?rio Natalnet-DCA, que tem como objetivo principal capacitar um veleiro a navegar autonomamente. Os componentes constituintes dessa arquitetura s?o os m?dulos de mem?ria, estrat?gia, comunica??o, sensoriamento, atua??o, energia, seguran?a e supervis?o, formando estes os sistemas do barco e da esta??o-base. Para sua valida??o foi desenvolvido um simulador implementado na linguagem C e utilizando recursos da API gr?fica OpenGL, cujos principais resultados foram obtidos na implementa??o dos m?dulos de mem?ria, de atua??o e de estrat?gia, mais especificamente no compartilhamento de dados, no controle das velas e do leme e no planejamento de rotas curtas baseado em um algoritmo de navega??o, respectivamente. Os resultados dos experimentos realizados, mostrados no presente trabalho, indicam a viabilidade da utiliza??o real da arquitetura de software desenvolvida e sua aplica??o na ?rea da rob?tica m?vel aut?noma

De maneira geral, o mercado náutico brasileiro ainda é muito restrito, principalmente o de pequenas embarcações. Nos últimos anos, porém, devido a uma maior exposição na mídia dos bons resultados internacionais de velejadores e exploradores brasileiros, a vela tem se popularizado. Esta dissertação descreve o projeto de um veleiro de pequeno porte para esporte/lazer fabricado em polietileno linear de média densidade (PEMD) pelo método da rotomoldagem. Este método tem se difundido rapidamente no exterior para a fabricação de equipamentos náuticos de pequeno porte, como veleiros e caiaques, proporcionando redução de custos e vantagens ambientais relacionadas ao processo de construção. A embarcação projetada é voltada para uma tripulação de duas pessoas adultas (ou um adulto e duas crianças) e foi dimensionada para um fácil transporte, possibilitando carregá-la sobre o bagageiro de um automóvel. O foco deste trabalho está no projeto naval. Desta forma, foram percorridas todas as etapas pertinentes de um projeto de veleiro, desde o projeto do casco, passando pelo projeto do plano vélico, projeto dos apêndices (bolina e leme), análise estrutural do casco em elementos finitos e verificação de desempenho comparativo com um veleiro bem conhecido no ramo da vela. Destaca-se o projeto do plano vélico, no qual, de forma otimizada, se obteve um conjunto de velas (mestra e buja) de bom desempenho, sem, contudo, comprometer a estabilidade do veleiro. Uma análise econômica preliminar indicou a possibilidade de se fabricar o veleiro rotomoldado com custo reduzido, abaixo do preço de mercado de veleiros do mesmo porte disponíveis no mercado nacional. Complementarmente, verificou-se também a possibilidade de se utilizar material reciclado na construção da embarcação, o que, além de ser uma alternativa para diminuir custos, proporciona benefícios ambientais ao minimizar sobras de produção. / In a general way, the Brazilian nautical market is still very restricted, specially the one of small dinghies. In the last years, however, mainly due to a greater exposure on the media based on good international results of Brazilian sailors and explorers, sailing has being popularized. This Msc. Thesis describes the design of a small sail dinghy, for sport or leisure use, made with medium density linear polyethylene using the method of rotomolding. This method has been spreading rapidly worldwide as a process of fabrication of small nautical crafts like sailboats and kayaks, since it results in cost reductions and environmental gains related to the construction process. The designed sailboat is directed for a crew of two adults (or an adult and two children), and was dimensioned for an easy transport, even on the top of a car. This work is focused on the development of the naval design. Therefore, it goes through all the design steps of a sailboat, starting with the design of the hull, and then going through the design of the sails, appendices (rudder and dagger board), hull structural analysis by Finite Elements Method (FEM) and verification of performance of the sailboat in comparison with a well known sailing dinghy. It should be highlighted, also, the sails designing process, which, in an optimized way, generated a set of sails (main and jib) of good performance, without, however, jeopardizing the stability of the sailboat. Through a preliminary economical analysis, it was verified that it is possible to produce a rotomolded sailboat with reduced cost, even below the market prices of national sailboats of this size. As a complement, the possibility of employing recycled material in the construction of the boat has been studied. Besides being an alternative to diminish costs, it can bring environmental benefits, as it minimizes production scraps.