As plataformas de pernas tracionadas (Tension Leg Platforms, ou TLPs) constituem atualmente um dos conceitos de sistemas oceânicos mais promissores no que se refere à exploração de petróleo a grandes profundidades. As pesquisas iniciais em torno de sua concepção datam da década de setenta e, até o momento, apenas seis plataformas deste tipo foram efetivamente construídas. Tendo em vista a história de desenvolvimento deste sistema, observa-se atualmente um consenso entre projetistas de que seu projeto ainda apresenta grande potencial de aprimoramento. O trabalho ora proposto aborda dois aspectos relativos ao projeto deste sistema oceânico. O primeiro tem por objetivo o estudo de formas bidimensionais submersas alternativas visando a minimização das forças hidrodinâmicas inerciais atuantes sobre as mesmas em determinada faixa de freqüências de interesse. Esse estudo é fundamentado no trabalho originalmente proposto por ARANHA; PINTO (1994) no qual é apresentada uma extensão para o bem conhecido termo de inércia da equação de Morison, válida para toda a faixa de freqüências de excitação. Com base no efeito de difração em ondas curtas, a formulação permite associar diretamente o campo de escoamento potencial ao comportamento da força inercial vertical. Uma metodologia para levantamento das formas geométricas associadas é elaborada a partir da analogia entre o referido campo potencial e sistemas dinâmicos conservativos. Várias geometrias resultantes deste processo sãoestudadas e a possível aplicação ao projeto de plataformas TLP é discutida. O segundo tópico estuda a dinâmica dos tendões sob excitação paramétrica vertical. A tendência de utilização de plataformas TLP em águas cada vez mais profundas e com pré-tensões reduzidas acentua a influência deste fenômeno sobre a dinâmica global do tendão. Nesse contexto, o modelo de representação senoidal das formas modais de vibração lateral desses ) elementos, normalmente adotado no estudo do problema, torna-se pouco adequado. A variação da tração estática ao longo do comprimento do tendão passa a exercer significativa influência sobre a dinâmica em estudo. Um modelo para a representação dos modos naturais de vibração incorporando tais efeitos de variação de tração estática é então formulado. O fenômeno de excitação paramétrica é estudado modelando-se a dinâmica envolvida na forma canônica de uma equação de Mathieu, analisando-se as instabilidades dinâmicas envolvidas e verificando-se como tal fenômeno é afetado pelas tendências de projeto supra citadas. Através da comparação com os resultados obtidos ao se desconsiderar a variação de tração estática ao longo do tendão pode-se, ainda, atestar a relevância do modelo de representação proposto ao fenômeno aqui abordado e apontar como sua aplicação pode ser de interesse a outros problemas usuais em engenharia oceânica.

The Tension Leg Platform (TLP) represents one of the most promising solutions for the ultra-deep water oil exploitation. Research concerning this concept started in the early seventies but, until now, only a few platforms of this kind have effectively been built. Based on the previous history that distinguishes the development of this kind of system, its now a consensus that the TLP design has a great potential for further improvements. The work here presented deals with two important topics related to present and future TLP designs. The first objective is to propose alternative two-dimensional submerged geometries that minimize the first order inertial forces acting upon them due to wave effects, within a certain range of frequencies. The work is based on the formulation proposed by ARANHA; PINTO (1994) in which a extension to the well-known inertial term in Morisons formula is derived, valid for the whole range of frequencies. Through the representation of high frequency diffraction effects, a direct association between the potential flow field and the vertical inertial force behavior is performed. A methodology for the determination of the searched associated geometries is here proposed, based on analogy between the potential flow field and conservative dynamic systems. Various cross-sectional forms obtained through this process are evaluated and their potential application in actual TLP designs is also discussed. As a second topic, the tethers transversal dynamics under vertical parametric excitation is investigated. As the TLP utilization moves towards deeper waters with a desired reduction of the usually high values of tethers pretension, the effect of the mentioned parametric excitation on the tethers dynamic behavior becomes more significant.Also, under these circunstance, the consideration of sinusoidal modal forms of tethers lateral vibrations does not lead to an accurate dynamic representation. The variation of static tension along the tethers length exerts significant influence on the considered dynamics. Based on this forethought, an analytical model for the representation of tethers modal forms of lateral vibration considering static tension variation along the length is then proposed. Through a Mathieu representation, the problem associated with the dynamic stability is analyzed. The effect of the modern trends in TLPs design on the tethers dynamics is also verified. Finally, by comparison with results obtained under a constant static tension approach, one may attest the relevance of the proposed model concerning the considered dynamic phenomenon and also point out its possibly pertinent application to other related offshore engineering problems.