Tendo em vista a complexidade do comportamento de navios amarrados e, em consequência, as condições de operacionalidade e de segurança em um dado terminal portuário, a modelação física é a ferramenta mais indicada para o estudo deste tipo de problema. No contexto dos estudos que subsidiam os projetos de segurança de terminais portuários, o presente trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema de medição de deslocamentos de modelos reduzidos de navios atracados, com a finalidade de proporcionar subsídios para avaliação das amplitudes de deslocamentos e, se eles excedem ou não os limites operacionais preestabelecidos. Desenvolveu-se um sistema alternativo aos existentes que, combina o uso de câmeras e sensores inerciais para medir os deslocamentos da embarcação em relação ao píer. O sistema mede 4 deslocamentos (surge, sway, heave e yaw) via algoritmo de reconhecimento de padrões por imagens e os demais deslocamentos (roll e pitch), com a utilização de um acelerômetro combinado a um giroscópio. Inicialmente, o sistema desenvolvido foi testado em bancada, para cada grau de liberdade separadamente e, posteriormente, aplicado à um modelo reduzido de um navio graneleiro amarrado em um berço de atracação de um terminal portuário sujeito a ação de ondas. Os testes em modelos reduzidos foram realizados em modelos de terminais portuários amplamente validados ao longo de diversos anos de pesquisa e desenvolvimento no Laboratório de Hidráulica da Escola Politécnica da USP, garantindo todos os pré-requisitos necessários para a avaliação dos resultados do sistema desenvolvido. Para avaliar a resposta do sistema quando utilizado no modelo físico, os valores de deslocamentos medidos foram comparados a outro sistema de medição de deslocamentos, o sistema Qualisys®, sistema comercial consagrado para medição da movimentos de corpos rígidos. Os resultados obtidos foram apresentados, evidenciando a proximidade entre as medições de ambos os sistemas, indicando que o sistema desenvolvido atende adequadamente à sua finalidade.

In view of the complexity of the behavior of moored ships and, consequently, the operational and safety conditions in a port terminal, physical modeling is the most suitable tool for the study of this type of problem. In the context of studies that support port terminal security projects, the present work addresses the development of a displacement measurement system for reduced models of moored ships, with the purpose of providing subsidies for assessing the amplitude of displacements and, if whether they exceed the pre-established operating limits. An alternative system was developed to the existing ones, which combines the use of cameras and inertial sensors to measure the vessel's displacements in relation to the pier. The system measures 4 displacements (surge, sway, heave and yaw) via pattern recognition algorithm by images and the other displacements (roll and pitch), using an accelerometer combined with a gyroscope. Initially, the developed system was tested on a bench, for each degree of freedom separately and, later, applied to a reduced model of a bulk carrier tied to a berth of a port terminal subject to wave action. The tests on reduced models were performed on models of port terminals widely validated over several years of research and development at the Hydraulics Laboratory of the Polytechnic School of USP, guaranteeing all the necessary prerequisites for the evaluation of the results of the developed system. To assess the response of the system when used in the physical model, the measured displacement values were compared to another displacement measurement system, the Qualisys® system, a well-known commercial system for measuring rigid body movements. The results obtained are presented showing the proximity between the measurements of both systems, ensuring the effectiveness of the developed system.