A dissertação apresenta um estudo da viabilidade da aplicação de tecnologias para a redução da quantidade de água de lastro em embarcações (Ballast Free Ship) a um navio mineraleiro do tipo VLOC centrada no conceito de utilização de dutos longitudinais de lastro renovável. Inicialmente, é apresentada uma revisão da literatura dos conceitos e patentes acerca da redução de lastro em navios. A metodologia de análise de projeto é dividida em duas fases, primeiramente são avaliadas mudanças no arranjo interno para a inserção dos dutos através de um modelo navio-caixa parametrizado. Na segunda, os resultados obtidos são adaptados para a embarcação real e são analisadas as implicações nas funcionalidades do navio. Analisa-se primeiramente uma restrição de desempenho hidrodinâmico da embarcação causada pela tecnologia que é o aumento da resistência. Através de CFD são obtidos valores para a perda de carga nos dutos., disponibilidade de pressão no casco e com um modelo do navio com dutos, o acréscimo de resistência é determinado. A análise de estabilidade inicial e arranjo conclui que não é possível eliminar completamente o lastro da embarcação utilizando somente dutos de lastro renovável sem alterar significativamente a estrutura da embarcação. Na avaliação da estabilidade intacta, são analisados normas para a estabilidade transversal, curvas de braço de endireitamento e critério de ventos, conforme requisitos da IMO. Embora ainda com margens menores, os critérios são atendidos por completo com um ponto de atenção para o ângulo de máximo GZ. Para a análise probabilística da estabilidade avariada com um navio-caixa são analisadas variações da compartimentagem, subdivisão e posicionamento dos dutos, baseadas no atendimento aos critérios SOLAS. Verifica-se que utilizando-se de dutos contínuos os critérios de estabilidade avariada não são atendidos, sendo necessário subdividir os dutos. Finalmente, é realizada uma análise a respeito das normas estruturais por meio das sociedades classificadoras, realizando a verificação dos critérios de módulo mínimo de seção. A continuidade estrutural dos dutos contribui para a rigidez estrutural longitudinal e a altura de linha neutra da seção mestra diminui, proporcionando menores valores para o módulo de seção no convés. O arranjo é harmonizado para a embarcação VLOC, com uma solução proposta com 6 dutos longitudinais, capaz de reduzir o lastro fixo embarcado em 60% em relação a situação original. Os impactos da nova tecnologia são medidos no âmbito da estabilidade, hidrodinâmica, estrutura e sistemas de potência do navio. A estabilidade inicial não foi prejudicada e a estabilidade avariada foi entendida após uma reanálise da subdivisão dos dutos. O acréscimo de resistência para o modelo final foi estimado em cerca de 4,1% e o propulsor obteve um ganho de eficiência, assim como a eficiência do casco. Ocorreu um acréscimo ao peso-leve estrutural e as margens para a tensão primária na embarcação aumentaram. As operações portuárias tiveram reduções na potência utilizada pelos geradores devido a diminuição da utilização das bombas de lastro BWTS. A viagem em lastro teve sua potência de freio aumentada enquanto na viagem carregada houve uma diminuição da carga útil transportada.

This dissertation presentes a feasibility study on the application of Technologies aiming to reduce the amount of ballast water in vessels (Ballast Free Ship) on a VLOC-type focused on the flow-through ballast longitudinal trunks concept. Initially, a literature review including concepts and patentes about ship water ballasr reduction is presented. The design analysis methodology is divided in two phases, firstly, the internal arrangement changes to the inscrition of the trunks are evaluated through a parametrized box shaped vessel model. In the following phase, the obtained results are adapted to the real ship configuration and the implications on the ships functionalities are analyzed. The hydrodynamic performance constraint due to the resistance increase is analyzed through CFD. Values are obtained for the trunks head loss, hulls pressure availability and utilizing a ship model with ducts, the added resistance is determined. The initial stability and arrangement analysis conclude that it is not possible to eliminate the vessels ballast using onlyy renewable ballast trunks without significantly altering the vessels structure. In the intact stability assesment, standards for transverse stability, righting lever curves and weather criterion are analyzed, according to IMO requirements. Although still with smaller margins, the criteria are fully attained with attention regarding the maximum GZ angle criterion. For the probabilistic damage stability analysys using a box shaped vessel variation in ships compartmentation, trunks subdivision and positioning are analyzed, based on SOLAS criteria compliance. It is verified that using continuous trunks the damage stability criteria arent attained, therefore dicts subdivision is necessary. Finally, an analysis is carried out regarding the structural norms through the classification societies, verifying the minimum section modulus criteria. The ducts structural continuity contributes to the longitudinal structural rigidity and the midship sections neutral axis height decreases, providing lower values for the section modulus on the freeboard deck. The arrangement is harmonized for the VLOC vesse, with a proposed solution including 6 longitudinal trunks, capable of reducung 60% of the on-board ballast water compared to the original condition. The impacts of the new technology are assessed in terms of stability, hydrodynamics, structure and power systems of the ship. Initial and intact stability wasnt impaired, and the damage stability safety was attained after a trunk subdivision re-analysis. The added resistance for the final model was estimated around 4,1% and a propeller efficiency gain was achieved, as well as a hull efficiency gain. The ships structural weight suffered a substantial increase and the margins for primary stress have risen. Port operations had power savings due to the decrease of the ballast pumps and BWTS required power. The ballast servisse condition had its brake power increased while in the loaded condition the transportes payload was reduced.