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1 ESTABILIDADE PARA EMBARCAÇÕES MERCANTES 2ª Edição Revista e atualizada CLC SIDNEI ESTEVES PEREIRA 2 ESTABILIDADE PARA EMBARCAÇÕES MERCANTES 2ª.edição Rio de Janeiro 2011 Autor: CLC : Sidnei Esteves Pereira Revisora pedagógica: Patrícia Meirinho Garcia Bordoni Pereira Revisão Ortográfica: Maria Regina Moirinha Lopes Depósito legal na Biblioteca Nacional : Nº Registro: 574548; Livro: 1097; Folha: 119 efetuado em 19 de setembro de 2012. IMPRESSO NO BRASIL / PRINTED IN BRAZIL 3 PREFÁCIO Moveu-nos, na feitura desta apostila, a vontade imperiosa de termos um livro-texto que atendesse todos os currículos do CIAGA e CIABA nesta área, bem como que viesse a servir como fonte de consulta aos interessados. Como toda obra didática, esta também poderá dar origem a controvérsias, visto tratar de assunto eminentemente técnico e restrito. Para tal, colocamo-nos, desde já, a disposição dos leitores para que, através de suas críticas, muito possam colaborar com o aprimoramento da obra que não se pretende definitiva, uma vez apostila. Queremos agradecer aos mestres, presentes e ausentes, que nos legaram o conhecimento através dos anos e que forjaram o nosso interesse pelo transporte marítimo. Um agradecimento especial faz-se mister: ao honrado e saudoso mestre dos mestres, Capitão-de-Longo-Curso Carlos Rubens Caminha Gomes, por haver-nos apoiado, incentivado, orientado e concedido o uso de sua brilhante apostila Arquitetura Naval Para Oficiais de Náutica, sem a qual esta obra estaria incompleta. Esta apostila, além de atender a disciplina de Estabilidade, atende também grande parte da disciplina Arquitetura Naval e serve de base para a disciplina Técnica de Transporte Marítimo, atendendo também aos oficiais de náutica em formação de cursos expeditos, tais como, Adaptação para Segundo Oficial de Náutica (ASON); Acesso a Segundo Oficial de Náutica (ACON); Aperfeiçoamento para Capitão-de-Cabotagem (APNT) e Atualização para Oficial de Náutica (ATNO); servindo para dirimir dúvidas nos diversos assuntos tratados. Cônscios de havermos tentado preencher uma lacuna existente em nossa querida Escola, aí está, para o uso de todos os alunos e profissionais do ramo, a nossa APOSTILA DE ESTABILIDADE PARA EMBARCAÇÕES MERCANTES. O AUTOR. 4 Agradecemos a colaboração nesta obra dos: Capitão-de-Longo-Curso Amândio Pereira Chaves Professor José Carlos da Silva Coelho (1ª Edição) Desenhista Reinaldo José Souza Bastos (1ª Edição) Digitador/Diagramador 2ON Thiago de Lima Nascimento (2a Edição) Revisão CLC Sidnei Esteves Pereira Coordenador de Embarcação (OIM eTécnico de Estabilidade Senior) Kleber Luiz Bordoni Pereira (PETROBRAS) Professor/CMG Mauro Francelino Barbosa Professor/CLC Adilson da Silva Coelho “ I n M e m o r i a n ” Capitão de Longo Curso Amâncio Amaro Esteves Professor William Saab Desenhista Euvaldo Felix Sales Capitão de Longo Curso Amândio Pereira Chaves 5 6 SUMÁRIO Capítulo 1 – CONCEITOS BÁSICOS 10 1.1 Definição e classificação da estabilidade 11 1.2 Dimensões lineares dos navios 14 1.3 Dimensões volumétricas dos navios 17 1.4 Pesos 26 1.5 Coeficientes de forma 34 1.6 Qualidades e planimetria dos navios 36 1.7 Fórmulas para cálculo de áreas e volumes dos navios 40 1.8 Sociedades Classificadoras 44 Capítulo 2 – PONTOS NOTÁVEIS DA ESTABILIDADE 50 2.1 Pontos notáveis da estabilidade 51 2.2 Denominações dadas às distâncias entre os pontos notáveis 51 2.3 Definição dos pontos notáveis da estabilidade 51 2.4 Determinação da posição do Centro de Gravidade 52 2.5 Detalhamento para obtenção do Centro de Gravidade 53 2.6 Centro de Gravidade 54 2.7 Experiência de estabilidade 56 Capítulo 3 – MUDANÇA DE POSIÇÃO DOS PONTOS NOTÁVEIS DA ESTABILIDADE 58 3.1 Centro de Carena “B” 59 3.2 Curvas geradas por “B” 59 3.3 Metacentro “M” 60 3.4 Lugar geométrico do Metacentro 61 3.5 Mudança de posição do Centro de Gravidade 62 3.6 Efeitos da Remoção 65 3.7 Embarque de Pesos 66 Capítulo 4 – ESTABILIDADE TRANSVERSAL ESTÁTICA INICIAL 67 4.1 Estados de equilíbrio dos navios 67 4.2 Análise dos estados de equilíbrio 70 4.3 Braços de estabilidade 71 4.4 Momentos de estabilidade 75 4.5 Estabilidade de formas e estabilidade de pesos 75 Capítulo 5 – SUPERFÍCIE LIVRE 76 5.1 Noção de momento de inércia 77 5.2 Noção de momento de inércia em relação a um eixo 78 5.3 Efeito da superfície livre 78 5.4 Fórmula para o cálculo da elevação virtual do Centro de Gravidade 79 5.5 Como atenuar o efeito de superfície livre 81 7 Capítulo 6 – BANDA PERMANENTE 82 6.1 Banda permanente devido a descentralização de pesos 83 6.2 Banda permanente devido a GM = 0 83 6.3 Banda permanente devido a altura metacêntrica inicial negativa 86 6.4 Correção da banda permanente 89 6.5 Processos de correção da banda 92 Capítulo 7 – CURVAS DE ESTABILIDADE 93 7.1 Determinação do braço de estabilidade pelo método de Atwood 94 7.2 Curvas cruzadas de estabilidade 96 7.3 Construção da curva de braços de estabilidade 97 7.4 Curvas de momentos de estabilidade 102 7.5 Correções à curva de braços de estabilidade 102 7.6 Variação do momento de estabilidade devido a movimentação de pesos 119 Capítulo 8 – ESTABILIDADE LONGITUDINAL 121 8.1 Conceitos preliminares 121 8.2 Centro de Flutuação 121 8.3 Graus de liberdade de um navio 122 8.4 TPC- Toneladas por centímetro de imersão123 8.5 Variação de calado devido a variação do trim 124 8.6 MTC– Momento para variar o trim de 1cm 126 8.7 Efeito da remoção de pesos 128 8.8 Efeito de embarque ou desembarque de pequenos pesos 129 8.9 Determinação do calado em embarque ou desembarque de peso considerável 131 8.10 Embarque de peso com variação do calado apenas em uma das extremidades 135 8.11 Correções ao calado de um navio 137 8.12 Correção para o calado devido à deflexão do casco 141 Capítulo 9 – DRAFT SURVEY ( “ARQUEAÇÃO DA CARGA” ) 143 9.1 Introdução 144 9.2 Diferença terra-bordo 145 9.3 Passos no draft survey 145 9.4 Documentos de bordo necessários 145 9.5 Aproximação nos cálculos 146 9.6 Leitura dos calados nas marcas 146 9.7 Densidade da água 147 9.8 Pesos a bordo que não a carga 149 9.9 Constante do navio 149 9.10 Consumíveis 151 9.11 Cálculos 152 9.12 Apêndice – A 2ª correção para o trim 156 8 Capítulo 10 – LINHAS DE CARGA 166 10.1 Introdução 166 10.2 Convenção Internacional para Limites de Carga – 1966 167 10.3 Determinação das bordas-livres mínimas 168 10.4 Determinação dos deslocamentos correspondentes às Linhas de Carga 170 10.5 Efeito da densidade sobre o calado 171 10.6 Demonstração da fórmula da permissão para água doce 171 10.7 Permissões envolvendo água salobra 172 10.8 Estudo sobre carregamento máximo 173 Capítulo 11 – PLANOS OPERACIONAIS 179 11.1 Planos Operacionais 179 11.2 Plano de Capacidade 180 11.3 Plano de Curvas Hidrostáticas 181 11.4 Plano ou Diagrama de Compasso (Trim) 182 11.5 Plano de Curvas Cruzadas 182 11.6 Caderno (Manual) de Estabilidade 182 11.7 Plano de Arranjo Geral 183 11.8 Plano de Segurança 183 11.9 Plano de Aparelhos de Carga 183 11.10 Plano de Docagem 184 Capítulo 12 – ESTABILIDADE EM DOCAGEM ENCALHE E AVARIAS 185 12.1 Docagem 185 12.2 Encalhe 190 12.3 Alagamento 191 12.4 Permeabilidade 195 Capítulo 13 – ESTABILIDADE DINÂMICA 198 13.1 Importância da estabilidade dinâmica 198 13.2 Medida da estabilidade dinâmica 199 13.3 Fórmula de Moseley 199 13.4 Área sob a curva de braços de adriçamento 201 13.5 Determinação da estabilidade dinâmica 203 13.6 Critérios de Estabilidade 205 Capítulo 14 – ESFORÇOS 212 14.1 Resistências estruturais 212 14.2 Esforços longitudinais 214 14.3 Esforços transversais 215 14.4 Cálculo analítico da Força Cortante e do Momento Fletor 217 14.5 Exemplo de cálculo dos esforços longitudinais 222 9 Capítulo 15 – EXERCÍCIOS 225 15.1 Parte I - Exercícios sobre Estabilidade Transversal 225 15.2 Parte II - Exercícios sobre Estabilidade Longitudinal 230 15.3 Respostas dos exercícios parte I e parte II 236 Bibliografia 240 Anexos: 241 10 CAPÍTULO 1 CONCEITOS BÁSICOS Nesta parte são apresentados os aspectos básicos da nomenclatura e definições que são imprescindíveis ao estudo da estabilidade. Por isso, é necessário que os aspectos aqui apresentados sejam bem assimilados para o estudo posterior da estabilidade transversal, longitudinal dinâmica e o estudo dos esforços. 11 1.1 DEFINIÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE ESTABILIDADE 1.1.1 Definição Estabilidade é a propriedade que tem o navio de retornar à sua posição inicial de equilíbrio, depois de cessada a força perturbadora que dela o afastou. Estas forças perturbadoras podem ser: as vagas, provocando balanços, um rebocador puxando o navio para um dos bordos, a movimentação de pesos por guindastes, paus de carga, cábreas, etc. A Estabilidade é estudada sob vários aspectos, a saber: Inicial: ângulos de inclinação até 12º Estática Transversal Grandes balanços: ângulos de inclinação maiores que 12º Estabilidade Dinâmica Longitudinal ESTABILIDADE TRANSVERSAL Estuda o comportamento do navio no sentido transversal, isto é, de bordo a bordo. ESTABILIDADE LONGITUDINAL Estuda o seu comportamento longitudinal, isto é, no sentido de proa a popa. ESTABILIDADE ESTÁTICA Estuda as forças que afastam o navio da posição inicial. ESTABILIDADE D INÂMICA Estuda a estabilidade sob os efeitos das vagas e influências externas. Considera-se o trabalho necessário parar levar o navio a uma determinada inclinação. COMPRIMENTO – é a medida linear unidimensional compreendida entre os dois pontos de referência. Unidade: m, Km, pé, etc. PESO – grandeza originada pelo produto da massa de um corpo com a aceleração local da gravidade. VOLUME – Espaço tridimensional ocupado por um corpo. É o número de unidades cúbicas contidas no objeto.Conhecendo-se o volume de um corpo e o seu respectivo peso específico, basta multiplicá-lo por este para encontrarmos o seu peso ou multiplicá-lo pela densidade para obtermos a sua massa. δVP γVM DENSIDADE ABSOLUTA de um corpo sólido ou líquido – é a relação existente entre a massa do corpo e a unidade do volume. 12 DENSIDADE RELATIVA – relação entre a massa específica da substância e a massa de igual volume de água doce. FORÇA – É tudo aquilo capaz de produzir ou modificar o estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme de um corpo. O peso de um corpo é uma força. EQUILÍBRIO – Um corpo permanece em equilíbrio quando a resultante de forças que sobre ele atua é nula. INÉRCIA – Propriedade pela qual um corpo não pode por si só modificar seu estado de repouso ou de movimento. MOMENTO BINÁRIO – Seja um binário, de duas forças iguais, paralelas e de sentidos opostos. O momento desse binário é igual ao produto de uma das forças pela menor distância entre elas. PRESSÃO – A água exerce um pressão de baixo para cima, essa pressão é proporcional à profundidade e a superfície que atua de acordo com o Teorema de Pascal (todo aumento de pressão é transmitido igualmente em um líquido). Muitas pessoas pensam que pressão é sinônimo de força, porém a pressão leva em conta não apenas a força mas também a área em que a força atua. Área ForçaPressão A água exerce uma pressão perpendicular à superfície. Quando um corpo está imerso, a pressão do líquido é em direção perpendicular à superfície imersa. EMPUXO – Um líquido exerce um empuxo sobre um corpo flutuante ou imerso nele porque a pressão na parte inferior do corpo é maior que a pressão na sua parte superior. A força de empuxo só depende da diferença de pressões entre a face inferior e superior do corpo. Não depende da profundidade, portanto o valor do empuxo é igual ao peso do líquido deslocado. PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES : (Fig.1.1) “Todo corpo mergulhado num líquido recebe um empuxo deste de baixo para cima igual ao peso do volume de massa líquida deslocada.” Observe a figura 1.1 para melhor entender essa definição. 13 Figura 1.1 – Princípio de Arquimedes. FLUTUABILIDADE – É a propriedade de um corpo de permanecer na superfície da água. Esta flutuabilidade vai depender da igualdade entre o peso do corpo e o empuxo do líquido. Como no nosso caso o líquido é sempre a água, a flutuabilidade varia principalmente com o peso específico, isto é, o peso por unidade de volume. As madeiras leves têm peso específico menor que o da água, portanto um pedaço de madeira flutua sempre. Já o ferro tem um peso específico maior que o da água, por esta razão não flutua. Mas, tornando-se oco este mesmo material (ferro), se diminui o seu peso por unidade de volume, e portanto, aumenta-se a flutuabilidade. É possível assim, a construção de navios feitos com materiais mais pesados que a água, como o ferro e o aço. L IMITE DE FLUTUABILIDADE – o navio tem um Limite de Flutuabilidade, determinado pelo máximo de volume que pode alcançar sua carena. Corresponde ao peso máximo que pode o navio transportar com as garantias e seguranças da exploração comercial e econômica do Armador. RESERVA DE FLUTUABILIDADE – É o volume dos compartimentos acima do plano de flutuação que limita a flutuabilidade no seu máximo. É um garantia para os acidentes que podem ocorrer, como a entrada d’água por acidentes de navegação ou quando o navio navega em mar de grandes vagas. É a soma de todos os volumes estanques acima do plano de flutuação, que limita o máximo de flutuabilidade. Será tanto maior quanto maior forem as partes estanques acima do plano de flutuação. Figura 1.2 – Reserva de Flutuabilidade. E = P deslocamento Empuxo Centro de Gravidade Centro de Carena 14 DIMENSÕES LINEARES DO NAVIO COMPRIMENTO TOTAL (LOA) É a maior comprimento do navio, incluindo os apêndices. É a medida linear obtida desde a parte mais extrema da proa até a parte mais extrema da popa, nas partes que fiquem acima ou abaixo d’água. (Fig.1.3) Figura 1.3 – Comprimento Total. COMPRIMENTO ENTRE PERPENDICULARES (LPP) Distância entre as perpendiculares de vante e a perpendicular de ré. (Fig.1.4) PERPENDICULAR DE VANTE – Perpendicular ao plano de base, pertencente ao plano diametral e que passa pela interseção da linha d’água de projeto ou linha de carga máxima, com a roda de proa. PERPENDICULAR DE RÉ – Perpendicular ao plano de base, pertencente ao plano diametral e que passa pela interseção de linha d’água de projeto ou linha de carga máxima com: a) a linha de centro de projeto da madre do leme; b) o contorno de projeto da popa. Figura 1.4 – O comprimento entre perpendiculares é empregado nos principais cálculos de Estabilidade. Sua notação é Lpp. 15 BOCA – Largura de uma embarcação em um determinado ponto. (B) (Fig.1.5) BOCA MOLDADA – Maior largura do casco medida entre as superfícies internas do forro exterior, ou do chapeamento do casco. (Bmol) BOCA EXTREMA – Maior largura do casco, medida entre as superfícies externas do forro exterior, incluindo o verdugo. (Bmax) (Fig.1.5) PONTA l – Distância vertical, medida sobre o plano diametral e a meio navio entre a linha do vau do convés principal e a linha de base. (D) (Fig.1.5) CALADO – Distância entre o ponto mais baixo da embarcação e o plano de flutuação. (H) (Fig.1.5) CALADO MOLDADO – Distância vertical entre o ponto mais baixo da superfície moldada do casco e o plano de flutuação. (Hmol) (Fig.1.5) CALADO MÁXIMO – Calado até o qual a embarcação mercante pode ser carregada. É indicado pelas marcas de linhas de carga (marcas de borda livre). (Hmáx) BORDA L IVRE – Distância vertical do plano de flutuação ao mais alto convés contínuo estanque, medido em qualquer ponto do comprimento do navio. (BL) (Fig.1.5) F IG U R A 1.5 – BOC A, B O C A M OL D AD A , C AL AD O , C AL A D O M OL D AD O , PO N T AL E B OR D A L I VR E . OBS: ATUALMENTE ESTÁ SE USANDO A SIMBOLOGIA “T ” PARA DESIGNAR O CALADO . NESTE TRABALHO USAREMOS A TERMINOLOGIA “H” QUE FOI DURANTE ANOS EMPREGADA, POR SE TRATAR O CALADO UMA ALTURA, “HIGHT” EM INGLÊS. DEIXAMOS AOS USUÁRIOS A OPÇÃO INCLUSIVE DO INGLÊS, “DRAFT OU DRAUGHT”. CALADO AÉREO – É a distância vertical da linha de flutuação (LF) até um ponto convencionado das obras mortas. (Ha) (Fig.1.6) 16 Figura 1.6 – Borda livre e calado aéreo. COMPASSO (TRIM) – Ângulo formado pelo plano de base com a superfície das águas tranqüilas. Nas embarcações que têm a quilha horizontal, o compasso é definido como a diferença entre o calado de vante (Hv) e o calado de ré (Hr). t = HR – HV Diz-se que a embarcação está com Compasso pela proa ou “embicada” quando está inclinada para vante e, com Compasso pela popa ou “derrabada”, quando está inclinada para ré. (Fig.1.7) Figura 1.7 – Classificação do navio quanto ao Trim. 17 OBSERVAÇÃO : Notas sobre os principais planos dos navios. PLANO DE BASE – plano perpendicular aos planos diametral e da seção a meio navio, passando pelo ponto mais baixo da superfície moldada do casco pertencente ao plano da seção de meio navio (mesmo que plano de base moldada). PLANO D IAMETRAL – plano vertical longitudinal de simetria da superfície moldada do casco de uma embarcação. PLANO DE FLUTUAÇÃO – plano que contém a superfície das águas tranquilas em que o casco está flutuando. PLANO DE L INHA D’ÁGUA – plano paralelo ao plano de base. PLANO DA SEÇÃO DE MEIO NAVIO – plano perpendicular ao plano diametral e equidistante das perpendiculares de vantee de ré. Este plano é designado plano “aranha”, importante no estudo da Estabilidade Longitudinal. Símbolo: O estudo mais aprofundado sobre os principais planos dos navios será objeto de comentário futuro. 1.3 DIMENSÕES VOLUMÉTRICAS DOS NAVIOS VOLUME DE CARENA É o volume da carena correspondente às obras vivas do navio. É o volume da parte submersa do casco, inclusive com os apêndices (bolina, estabilizador, cadaste, anodos, quando houverem, verdugos, tubos telescópicos, tubulão do leme e pés de galinha). VARIAÇÃO DO VOLUME DE CARENA DEVIDO A MUDANÇA DE DENSIDADE DO MEIO FLUTUANTE Esta variação será chamada de imersão ou emersão, quando a densidade do meio flutuante diminuir ou aumentar, respectivamente. Toda vez que o navio estiver num meio líquido que não seja a água salgada (Densidade padrão = 1.025 t/m3), o seu Volume de Carena modificará, bem como os elementos que seguem: CALADOS À VANTE E À RÉ; COMPASSO; e CENTRO DE CARENA . A fórmula de imersão/emersão é: sendo: i = imersão/emersão em centímetros. = densidade da água salgada padrão (1,025). ’ = densidade da água em que o navio estiver. TPCγ' )γ'(γΔi 18 = deslocamento em toneladas. TPC = toneladas por centímetro de imersão. O TPC é a quantidade em peso que deve ser colocada a bordo para que o calado médio do navio varie em 1 centímetro. É encontrado no Plano de Curvas Hidrostáticas ou tabela de valores hidrostáticos. ARQUEAÇÃO A tonelagem de arqueação é um atributo específico de cada navio; é calculada, desde o início de sua vida operacional, por uma Autoridade Marítima reconhecida e consignada em um Certificado de Arqueação Oficial que, de certa forma, tem função semelhante à certidão de nascimento de um indivíduo. No Brasil o termo arqueação é sinônimo de tonelagem. No idioma inglês arqueação ou tonelagem é “tonnage”. Sobre o valor da arqueação bruta ou sobre o valor da arqueação líquida, derivada daquela, como veremos mais adiante, são baseadas todas as obrigações e exigências impostas pelas Leis e Regulamentos Internacionais, como também as taxas, tarifas, direitos, etc., que incidem nas atividades operacionais do navio, como: praticagem, fundeio, atracação, reboque, trânsito de canais, docagem, etc. Em função dos tributos legais e fiscais, que incidem em razão direta do valor da tonelagem ou arqueação, se estabelece um conflito permanente de interesses opostos entre Construtores e Armadores, tentando reduzir ao valor mínimo a tonelagem ou arqueação sem prejuízo do porte bruto. HISTÓRICO Desde as épocas mais antigas de gregos e romanos, costumava-se determinar a capacidade comercial dos navios mercantes pelo número de talentos ou de ânforas que podiam transportar em seus porões. O talento ético, equivalente à ânfora romana, era um recipiente de barro com cerca de 25 litros de capacidade, usado para o transporte e água, vinho, azeite, mel e cereais. Exploração arqueológicas submarinas,levaram à descoberta de numerosos restos de navios antigos, ainda com centenas de ânforas em seus bojos. Uma das mais antigas citações que se conhece com relação à tonelagem de navios está contida em certas tarifas portuárias do ano de 1140 da República de Gênova, onde são lembrados “golábios” ou “carábias” (dos quais talvez provenha o termo “caravela” para indicar um pequeno carábio) de 800, 1000 ou mais de 1000 minas. A mina era uma unidade de capacidade da época, que em Gênova valia cerca de 116 litros, ou seja 0,116m3, podem-se deduzir que os navios mercantes da época tinham, presumidamente, uma capacidade de porão de 90, 120 ou mais de 120m3. Com o progresso tecnológico, os frágeis recipientes de barro foram sendo substituídos por outros de madeira aparelhada, mais resistentes, mais leves e de maior capacidade, como os cântaros, barricas, pipas e os “tonéis”. Consequentemente, a capacidade dos navios passou a ser indicada pelo tipo de recipiente. Daí a origem da palavra “tonelada” e “tonelagem”: veio do tonel. 19 Os portos de Lubeck, Bremen e Hamburgo media a capacidade de seus navios em “Last”, que eram as barricas de peixe salgado (arenque) que, junto com o vinho, o sal, constituíram os principais produtos de comércio marítimo no Mar do Norte e no Báltico. Do termo “last” deriva o português “lastro”, o francês “lest” e o inglês “ballast”, que passaram a indicar, não se sabe como, a carga fixa ou não pagante do navio (lastro). Em 1377, durante o reinado de Dom Fernando, em Portugal, foram promulgadas leis de incentivo à navegação, isentando de impostos os armadores que construíssem navios com mais de cem tonéis, sendo esse uma das mais antigas referências ao termo “tonel”, usado como unidade de arqueação. Na mesma época também era fundada a “Companhia das Naos”, onde deviam ser registrados todos os navios tilhados com mais de 50 tonéis. “Tilhados”, ou seja, cobertos por telhados, eram os navios providos de convés para distinguí-los dos barcos sem convés, ou de “boca aberta”. Uma das leis mais antigas que obrigava à arqueação de navios é do ano 1422, sob o reinado de Henrique IV na Inglaterra, que mandava que fossem medidas todas as embarcações que carregavam carvão em Newcastle, sem, no entanto, explicar como deveria ser feito isso. Na península ibérica, o cálculo de arqueação era feito em tonéis, equivalente a duas pipas. A pipa, todavia, tinha capacidade variável de região a região, podendo valer de 21 a 25 almudes. Acontece que o almude, por sua vez, tinha capacidade diferente nos vários lugares, variando de 16 a 25 litros. No século XV, generalizou-se na Europa o uso dos tonéirs para indicar a capacidade dos navios, como o “tonnegen”, nos países nórdicos, e o “Tonneau” na França, surgindo assim o termo “tonelada” para indicar a capacidade de um tonel e que portanto, nada tem a ver com a tonelada de 1000kgs. que apareceu muito depois, com a adoção do sistema métrico decimal. Em 1839, era concedida um redução de 40% na tonelagem bruta para os navios que utilizavam a propulsão mecânica a vapor, a fim de deduzir os espaços ocupados pelas máquinas, caldeiras e carvoeiras, que não eram utilizadas para carga, nascendo assim a distinção entre a tonelagem bruta e a tonelagem líquida. A essa altura havia uma grande confusão na determinação da arqueação dos navios, pois era calculada de maneira diferente em cada país, de acordo com a preferência dada à regra francesa ou à inglesa ou a critérios próprios, como, por exemplo, nos Estados Unidos, onde foi adotada a tonelada de arqueação de 40 pés cúbicos ao invés de 42 (usada pelos franceses e ingleses). Havia, também, grande disparidade de métodos para tirar as medidas de comprimento, boca e pontal de arqueação, sendo que vários projetistas e construtores passaram a estudar formas estranhas de navios, visando a reduzir artificialmente as medidas de arqueação, sem prejuízo do porte, a fim de obter uma tonelada oficial menor com vantagem nos custos operacionais para os armadores que eram incentivados a comprar navios de qualidade marinheiras duvidosas. Nasceram, por exemplo, os navios com convés “em dorso de baleia” (whaleback deck), os de “convés de torre” (turrent deck) e os de “convés de tronco”(trunk deck). 20 Por outro lado a regra inglesa incentivava a redução da boca e o aumento exagerado do pontal que, como vemos, resultava uma relação boca/pontal anormal e totalmente prejudicial à estabilidade do navio. A princípio, a determinação da capacidade do porão era feita pela contagem das ânforas, barricas, pipas, etc., quer fisicamente, quer por estima do arqueador. Com o progresso da navegação e dos tráfegos marítimos, esses métodos arcaicos foram abandonados e substituídos pelo cálculo matemático. O perito arqueador media o comprimento, a boca e o pontal do porão, pelo lado interno, nas unidades da época, que eram o palmo e o côvado (3palmos), que multiplicava entre si e dividiapelo tonel de 100 palmos cúbicos, de maneira que a tonelagem do navio era obtida por: (medidas em palmos) Também o palmo, como de resto todas as medidas da época, variava de acordo com a localidade, de 0,22 a 0,25m. Assim sendo, o tonel de arqueação era também variável de 1,1 a 1,5m3. Em 1681, a “Ordenance Touchant la Marine” promulgada na França, sob o reinado de Luiz XIV, abre por assim dizer, a época moderna da legislação marítima. Entre as várias leis inerentes à navegação, tráfego marítimo e construção naval foi também definida a tonelada de arqueação em 42 pés cúbicos, equivalentes a 4 “bordoleses”, ou pipas de vinho de Bordeaux. Assumindo o pé francês a 0,3248, resulta que a tonelada de arqueação era equivalente a 1,436m3. O cálculo de arqueação continuava sendo feito multiplicando as três dimensões principais internas do porão e dividindo esse produto por 42, de maneira que: (medidas em pés) Com esse sistema se considerava o casco como sendo um paralelepípedo, condição essa de certo modo aceitável em virtude das formas bojudas dos barcos mercantes daqueles tempos. Com o progresso da construção naval, os navios foram aumentando de comprimento e assumindo cada vez formas mais finas, sendo que, em 1800, na época da República Francesa, a fórmula de arqueação foi modificada para levar em conta a finura média do casco, estabelecida em: 0,466 - coeficiente de bloco mínimo, passando o divisor da fórmula a ser o seguinte: (medidas em pés) Em 1836, passou a vigorar na Inglaterra o chamado “Builder Old Mesurement” (B.O.M.), constituído pela seguinte fórmula: (medidas em pés ingleses) Inspirada, evidentemente, na fórmula francesa com a diferença que o pontal “D” era tomado igual à metade da boca e o comprimento L era reduzido de da boca para 94,2 DB L TBR 94 2 BB 5 3-L TBR 2 42 DBL TBR 21 deduzir os lançamentos de proa a popa, não utilizados para carga. Em 1837, foi adotado na França o sistema métrico decimal e, por conseguinte, a fórmula de arqueação foi modificada para: (medida em metros) Na realidade, o divisor deveria ter sido igual a 3,228 para uma simples conversão, mas foi aumentada para 3,8 a fim de levar em conta as linha mais finas do navio e as reclamações do armadores. Em 1839, era concedida uma redução de 40% na tonelagem bruta para os navios que utilizavam a propulsão mecânica a vapor. Após 1970, B. Moorson, que era perito arqueador do Board of Trade e secretário da Comissão Real Inglesa, encarregada de regulamentar a arqueação de navios, propôs também a tonelada de arqueação de 100 pés cúbicos, equivalente a 2,832 m3 em lugar dos 42 ft3 até então adotados e que também a arqueação de navios fosse baseada sobre o cálculo efetivo do volume interno do convés principal, ou convés de arqueação, utilizando a fórmula de quadratura da parábola de Simpson. Quer dizer, pela fórmula de Simpson se calcula primeiramente a área, e depois, o volume. Então, a fórmula ficou: (medida em pés) (medida em metros) Esse sistema que, embora trabalhoso, é bastante aderente à realidade, poderá parecer que tenha resolvido definitivamente a questão, mas assim não foi particularmente no tocante ao cálculo das deduções para a determinação da tonelagem líquida, que é considerada, de um modo geral, para a cobrança das taxas e direitos e, especialmente, para a passagem de canais e vias navegáveis. Os armadores procuravam deduzir ao máximo e as autoridades dos canais tendiam a reduzir ao mínimo as deduções permitidas, surgindo, assim, regulamentos múltiplos que obrigam um navio de Longo Curso a possuir, pelo menos, três Certificados de Arqueação: um nacional, um para o Canal de Suez e um para o Canal do Panamá; e se pretende entrar também no Rio Danúbio, deverá levar então um quarto Certificado de Arqueação para aquela via navegável, cada um com valores diferentes de tonelagem para o mesmo navio, o que não deixa de ser um absurdo. SIMBOLOGIA: L = Comprimento B = Boca D = Pontal TBR = Tonelagem de Arqueação (tonelagem bruta de registro) Numa embarcação, e muito especialmente nas mercantes, existe uma característica de volume e duas de peso, que apesar de terem significações diversas, não são, em geral, bem 3,8 DBL TBR 100 TOTAL VOLUME TBR 832,2 TOTAL VOLUME TBR 22 compreendidas, dando lugar a confusões. A característica de volume é a ARQUEAÇÃO (ou tonelagem). As duas características de peso são: DESLOCAMENTO e PORTE BRUTO ARQUEAÇÃO (ou tonelagem) – Conceito anterior à Convenção de 1969 (Londres -1969) da IMO. Arqueação ou tonelagem é a quantidade em volume, de carga que um navio pode transportar, não só nos seus porões, como também nos diversos compartimentos que possam recebê-la. O termo “tonelagem” é a universalmente empregado na Marinha Mercante com a significação de “arqueação”. A unidade de medida desta característica, em volume, era a tonelada de arqueação, que equivalia a 100 pés cúbicos ou 2,839m3; esta unidade tinha obrigatoriamente, a denominação composta de “Tonelada de Arqueação”. Esta característica de volume era importante, principalmente nas embarcações cargueiras, porque ela permitia avaliar o valor comercial da embarcação; atualmente, a tonelada de porte bruto define melhor o valor comercial da embarcação, mas por comparação de embarcação entre si, arqueação ou tonelagem bruta servia para melhor indicar as dimensões da embarcação, ao passo que a arqueação líquida para melhor avaliar seu valor comercial. O seu cálculo era efetuado, levando-se em consideração o volume com várias exclusões e deduções difíceis de serem memorizadas e, às vezes, de complicada utilização. Isto deu margem a diversas interpretações por parte dos países. Chegou-se a criar dois tipos de arqueação, uma para convés aberto e outra para convés fechado, onde uma marca no costado, chamada de marca de tonelagem, definia qual o tipo de arqueação a ser empregado. Nada mais eram que artifícios de construção para que os armadores pagassem menos taxas. CONCEITO POSTERIOR À CONVENÇÃO INTERNACIONAL DA IMO – LONDRES 1969 – A CONVENÇÃO ENTROU EM VIGOR EM 01 DE SETEMBRO DE 1982. Toda embarcação deverá possuir “Certificado de Arqueação”, expedido pelo Governo, ou pessoa ou organização devidamente autorizada pelo Governo (caso das Sociedades Classificadoras). Os princípios filosóficos, sempre de acordo com a Convenção, foram simplificados no sentido de que: a arqueação bruta significa a medida da capacidade da embarcação; e a arqueação líquida significa a medida da capacidade útil da embarcação. SIMBOLOGIA: AB – Arqueação bruta TB – Tonelagem bruta TBR – Tonelagem bruta de registro ( uma vez que registrada em Certificado).( GRT— Gross Register Tonnage) AL – Arqueação líquida TL – Tonelagem líquida TLR – Tonelagem líquida de registro (uma vez que registrada em Certificado). (NRT— Net Register Tonnage) 23 As regras para determinação dos volumes estão contidas em NORMAN específica, ou na própria Convenção. DEFINIÇÃO : ARQUEAÇÃO ou TONELAGEM de um navio é um número que serve para determinar os direitos portuários que o navio deve pagar e compromissos regulamentares que deve cumprir. Ou seja, a arqueação é um número fiscal para classificar o navio à luz das leis e disposições nacionais e internacionais. De modo geral, a uma maior arqueação, maiores pagamentos e suportar, maiores obrigações e registros a cumprir. CLASSES DE ARQUEAÇÃO : Todo navio tem duas arqueações: bruta e líquida, determinando-se cada uma delas pelas fórmula 1 e 3, indicadas mais adiante. IM PORTANTE : AMBAS AS ARQUEAÇÕES NÃO TÊM UNIDADE, POR SEREM NÚMEROS ABSTRATOS. OBJETIVO DA ARQUEAÇÃO : A arqueação serve de base para aplicação das numerosas leis e disposições do Direito Marítimo. Assim, da arqueaçãobruta dependerá: dotações regulamentares e títulos facultativos; normas para a construção; direitos de docagem, limitação da faculdade de construir e armar um navio e tarifas de praticagem. Da arqueação líquida dependem: direitos portuários, estatísticas da navegação e direitos de passagem por canais, Evidentemente, isto poderá variar de país para país. Para uniformizar as regras de arqueação e assinalar uma comum internacional, na nova Convenção abandonou-se o clássico sistema de arqueação Moorsom e as respectivas marcas de tonelagem, passando-se a determinar as arqueações bruta e líquida por fórmulas. Arqueação bruta ou Tonelagem bruta – designa-se pelas iniciais AB ou TB e não tem unidade. Se a tonelagem bruta de um navio é 5000, representa-se assim: TB = 5000 A tonelagem bruta se determina pela seguinte fórmula: (1) TB = K1 x V onde: V = Volume total de todos os espaços fechados do navio em metros cúbicos. K1 é dado pela fórmula: (2) K1 = 0,2 + 0,02 logV, sendo log = logaritmo decimal. Exemplo: Achar a tonelagem bruta de um navio cujo volume total de todos os espaço fechados é de 10.500m3. 24 Aplicando a fórmula (1): TB = K1 x V K1 = 0,2 + 0,02 log 10500 log 10500 = 4,021189, logo K1 = 0,2 + 0,02 x 4,021189 = 0,2804237 TB = 0,2804237 x 10500 = 2944,4488 Arqueação líquida ou Tonelagem líquida – designa-se pelas iniciais AL ou TL e não tem unidade. Se a tonelagem líquida de um navio é 3000, representa-se assim: TL = 3000. A arqueação líquida ou tonelagem líquida se determina pela seguinte fórmula: (3) onde: K2 = 0,2 + 0,02 log Vc e K3 = 1,25 + 0,000125 TB Vc = Volume total dos espaços de carga em metro cúbicos d = Calado moldado a meio navio, em metros D = Pontal moldado a meio navio, em metros N1 = número de passageiros em camarotes com um máximo de 8 beliches N2 = número de passageiros restantes N1 + N2 = número total de passageiros que o navio é permitido carregar, como indicado no Certificado do navio; quando N1 e N2 é menor que 13, N1 e N2 deverão ser considerados iguais a zero. Como de acordo com a CISVHM de 1969, navio de passageiros é todo navio que transporte mais de doze passageiros, para navios cargueiros a fórmula (3) fica resumida a: Limitações da fórmula (3): a) Limitação por calado: o fator sendo igual ou maior que a unidade, se tomará por seu valor a unidade. Ex. = 1,7 então =1 b) Limitação pela tonelagem bruta: Se a expressão c 2 2 V3D 4dK for menor que 0,25TB, tomar-se-á como valor da mesma o fator 0,25TB. EXERCÍCIO: Achar a tonelagem líquida de um petroleiro sendo: Volume total dos tanques de carga: 15232m3 Calado moldado de verão: 8,36m Pontal moldado: 10,34m 10 N NKV 3D 4dK TL 213c 2 2 c 2 2 V3D 4dKTL 25 Volume total de todo os espaços fechados: 24920m3 a) Por ser um navio de carga e não levar passageiros, N1 = 0 = N2 b) Vc = 15232 m3 c) K2 = 0,2 + 0,02 log Vc = 4,182757 logo, K2 = 0,2 + 0,02 x 4,182757 = 0,283655 d) 3D 4d 1,08 10,643 8,364 e) Vejamos agora se é preciso aplicar as limitações: 3D 4d = 1,08, logo se tomará como valor para 3D 4d a unidade f) A tonelagem líquida com a primeira limitação será: TL = 0,283655 x 12 x 15,232 = 4320,63 g) Vejamos, agora, a segunda limitação: A expressão cV 2 2 3D 4dK que no nosso caso, por ser navio de carga, é a própria TL, terá que, em caso de ser menor que 0,25 TB, se igualar a este valor. h) É preciso então calcular a tonelagem bruta. TB = K1 x V ; sendo V = 24920m3 , logo, TB = K1 x 24920 e K1 = 0,2 + 0,02 log 24920 = 0,28793096 Então TB = 0,28793096 x 24920 = 7175 e 0,25 TB = 1794. i) Como a expressão 4320,6V 3D 4dK c 2 2 é maior que 0,25TB = 1974, o valor achado para TL é o valor final. Campo de aplicação da regra de arqueação da IMO De acordo com a Convenção Internacional de Regulamentação da Arqueação de Londres de 1969, o campo de aplicação será a todos os navios mercantes, maiores ou iguais a 12 metros de comprimento, definido no Regulamento e que cumpram as seguintes condições: 1ª) A todos os navios de construção nova; 2ª) A todos os navio existentes que efetuem reparos que venham a alterar sua arqueação bruta atual; 3ª) A todos navios existentes a pedido do Armados; 10 N NKV 3D 4dK TL 213c 2 2 26 4ª) A todos os navios existentes, a partir de doze anos de entrada em vigor da Convenção de Londres de 1969. A Conferência Internacional de Arqueação da IMO exigiu que a CONVENÇÃO entre em vigor transcorridos 24 meses depois da adesão à mesma de 25 governos que possuam mais de 65% de tonelagem bruta mundial, o que ocorreu a 01 de setembro de 1982. Então a partir de 01/09/1994 todos os navios já estão adaptados à nova Convenção. 1.4 PESOS 1.4.1 Deslocamento É o peso do navio expresso em toneladas. É dado em toneladas métricas ou em toneladas longas, é representado pelo símbolo Δ . O termo deslocamento é usado porque o peso do navio é igual ao peso do volume d’água deslocada pela carena do mesmo. Sabemos que: p = v × δ Sendo “p” o Δ ; “v” o ∇ ; e δ o peso específico do meio flutuante, teremos: xδΔ Como ∇ = Lpp x B x Hmed x , obteremos o deslocamento do navio pela fórmula: Δ = Lpp × B × Hmed × × As variáveis nessa fórmula são o calado médio e o coeficiente de bloco (). Esse último também é função do calado e pode ser obtido no plano de curvas hidrostáticas e será estudado no próximo capítulo. O peso específico da água salgada é 1,025 t/m3 e da água doce é de 1t/m3. Esse valores são fixados para as marcações das linhas de carga. Quando o navio se encontra em região cuja densidade da água seja diferente de 1,025 e 1, utiliza-se o densímetro para a obtenção do valor exato da densidade Dependendo das condições em que se encontrar o navio temos ainda as seguintes definições de deslocamento: DESLOCAMENTO ATUAL (Δ): É o peso do navio quando flutuando na linha d’água considerada. DESLOCAMENTO LEVE (ΔL) É o peso do casco, apêndices, acessórios da construção, máquinas e seus acessórios. Geralmente, é o peso do navio ao final da construção. DESLOCAMENTO EM LASTRO (ΔLa) É o peso do navio, expresso em toneladas, sem carga. 27 DESLOCAMENTO EM PLENA CARGA OU MÁXIMO (ΔPc ou ΔM) É o peso do navio quando atinge o plano de flutuabilidade máxima, permitido pela linha de carga do local onde se efetua o carregamento, levando em conta as zonas onde vai navegar e o local de descarga. É a soma de todos os pesos que formam o corpo do navio e das que o navio transporta, portanto, casco, máquinas, acessórios, carga, combustível, aguada, passageiros, bagagens, tripulantes, pertences, sobressalentes, lastros, etc. 1.4.2 Porte – Porte Bruto – Deadweight PORTE BRUTO (T.P.B) É o peso que o navio pode transportar, excetuando o seu próprio peso, quando se encontra num determinado calado. Pode ser classificado como o PB atual, ou a diferença entre o deslocamento num calado considerado e o deslocamento leve. PORTE BRUTO TOTAL (T.P.B) É a diferença entre o deslocamento máximo na linha de carga permitida e o deslocamento leve. PORTE L ÍQUIDO (T.P.L) É o peso da carga, passageiros e bagagens, que rende frete. Não é constante, variando de acordo com os interesses e técnica de administração. PORTE OPERACIONAL (T.P.O) É o peso de todos os elementos a serem supridos à embarcação de modo que ela possa operar numa determinada condição. Ele é a soma dos pesos de: óleo combustível, óleo diesel, óleo lubrificante, água potável, água destilada, lastro, guarnição e pertences, rancho(víveres), material sobressalente, etc. O peso da guarnição, pertences, rancho, sobressalentes e lastro residual é denominado “CONSTANTE DONAVIO”, ou seja é a parcela do porte operacional que não pode ser mensurada individualmente. Deve ser mantida sempre atualizada por meio de “draft-survey”, que será estudado mais adiante no capítulo 9. PORTE COMERCIÁVEL (P.C.) É o peso que falta em certa ocasião para o navio completar o seu porte bruto total. O porte bruto relativo a um determinado calado pode ser obtido diretamente na escala de porte que normalmente acompanha o plano de capacidade. FÓRMULAS APLICADAS AOS CÁLCULOS DE DESLOCAMENTO E PORTES: 1) ΔPc = PBT + ΔL 2)PB= Δ – ΔL 3) PBT = ΔPc – ΔL 4)TPB = TPL + TPO 5)PC= PBT–(Somatório dos pesos existentes a bordo) 6)PC = PBT – (TPL + TPO) 7)ΔPc = ΔM 28 Figura 1.8 – Esquema com a classificação dos diversos deslocamentos e portes do navio. 29 1.9 – ESCALA DE PORTE 30 Figura 1.10 – Certificado de Arqueação – Em Português. (frente) 31 ESPAÇOS INCLUÍDOS NA ARQUEAÇÃO ARQUEAÇÃO BRUTA ARQUEAÇÃO LÍQUIDA NOME DO ESPAÇO LOCAL (CAV) COMP. (M) NOME DO ESPAÇO LOCAL (CAV) COMP. (M) Abaixo do convés principal Acomodações acima do convés principal 1ª Camada 2ª Camada 3ª Camada 4ª Camada Castelo de proa 29-57 30-57 33-57 38-57 165-fwd 21,34 20,57 18,29 14,48 13,60 Porões de carga No1 No2/3 No4 No5 Braçolas de escotilha No1 No2/3 No4 No5 138-165 84-138 54-84 4-37 143-160 86-136 63-80 14-29 20,90 41,15 22,86 24,40 11,61 37,03 12,90 11,38 Braçolas de Escotilha No 1 143-160 11,61 NÚMERO DE PASSAGEIROS (Regra 4(1)) No 2/3 No 4 86-136 63-80 37,03 12,90 Número total de passageiros em camarotes com até 8 beliches No 5 14-29 11,38 - - - Chaminé Guindastes Casarias 42-50 - - 6,10 Número total dos demais passageiros - - - ESPAÇOS EXCLUÍDOS (Regra 2(5)) um asterisco(*) deve ser feito àqueles espaços acima discriminados que sejam simultaneamente considerados espaços fechados e excluídos. CALADO MOLDADO (Regra 4(2)) 8,846m DATA E LOCAL DA ARQUEAÇÃO ORIGINAL 31/07/1989 – RIO DE JANEIRO DATA E LOCAL DA ÚLTIMA REARQUEAÇÃO OBSERVAÇÕES: TPB = 12840,80t Figura 1.10 – Certificado de Arqueação – Em Português. (verso) 32 Figura 1.11 – Certificado de Arqueação - Em Inglês. (frente) 33 Figura 1.11 – Certificado de Arqueação - Em Inglês. (verso) SPACES INCLUDED IN TONNAGE GROSS TONNAGE NET TONNAGE NAME OF SPACE LOCATION (Fr.) LENGTH (M) NAME OF SPACE LOCATION (Fr.) LENGTH (M) Underdeck Accommodations 1ª Camada 2ª Camada 3ª Camada 4ª Camada Forecastle on main 29-57 30-57 33-57 38-57 165-fwd deck 21.34 20.57 18.29 14.48 13.60 Cargo Holds No1 No2/3 No4 No5 Hatchcoamings No1 No2/3 No4 No5 138-165 84-138 54-84 4-37 143-160 86-136 63-80 14-29 20.90 41.15 22.86 24.40 11.61 37.03 12.90 11.38 Hatchcoamings No 1 143-160 11.61 NUMBER OF PASSENGERS (Regulation 4(1)) No 2/3 No 4 86-136 63-80 37.03 12.90 Number of passengers in cabins with not more than 8 berths No 5 14-29 11.38 - - - Funnel Cranes Deck houses 42-50 - - 6.10 Number of other passengers - - - EXCLUDED SPACES (Regulation 2(5)) An asterisk (*) should be added to those spaces listed above which comprise both enclosed and excluded spaces. MOULDED DRAUGHT (Regulation 4(2)) 8.846m DATE AND PLACE OF ORIGINAL MEASUREMENT July 31, 1989 – Rio de Janeiro DATE AND PLACE OF LAST PREVIOUS REMEASUREMENT REMARKS: dwt = 12840.80t 34 1.5 COEFICIENTES DE FORMA OU FINURA A fim de determinar certas qualidades hidrostáticas, ou para se calcular condições de estabilidade do navio, é necessário conhecer o volume da carena ou área de alguns planos e, para isso, devemos utilizar os coeficientes de forma ou finura. Esses coeficientes variam com os diversos tipos de navios e são quatro, a saber: dois de volume e dois de área podendo ser obtido pelo Plano de Curvas Hidrostáticas ou pelas fórmulas apresentadas nesta parte. 1.5.1 Coeficiente de Bloco – cb – (Volume) Coeficiente de Bloco é a relação entre o volume da carena ( ) e o volume de um paralelepípedo (bloco) que envolve a carena. As dimensões do paralelepípedo são: Lpp = comprimento entre perpendiculares B = boca Hmed = calado médio Cb, também conhecido pela letra grega , é sempre menor que a unidade, variando, nos navios mercantes, entre 0,6 a 0,8. Uma peculiaridade: HmedBLppHmedB mAx LppmA Cb Cb = Cp x Csm Figura 1.12 – Coeficiente de Bloco. 1.5.2 Coeficiente Prismático – cp – (volume) É a relação entre o volume da carena ( ) e o volume de um prisma ou de uma seção longitudinal de um cilindro que tenha o mesmo comprimento (Lpp) que a carena e uma seção transversal igual à seção transversal a meio navio. HmedBLpp Cb 35 AmLpp C p Lpp = Comprimento entre perpendiculares Am = Área da Seção Mestra Cp, também conhecido pela letra grega , é sempre menor que a unidade. Figura 1.13 – Coeficiente Prismático Usado para o Cálculo de Potência. 1.5.3 Coeficiente da Seção a meio navio (Csm) – (Área) É a relação entre a área da seção mestra e a de um retângulo cujos lados tenham as dimensões da Boca e do Calado Médio da carena. HmedB AmCsm B = Boca Am = Área da Seção Mestra (imersa) Hmed = Calado Médio Csm, também conhecido pelo letra , é sempre menor que a unidade. Figura 1.14 – Coeficiente de Seção a Meio Navio. 36 1.5.4 Coeficiente da Área de Flutuação (Caf) – Área É a relação entre a área do plano de flutuação correspondente ao calado médio e a área do retângulo cujos lados tenham as dimensões da Boca (B) e do comprimento (Lpp) do navio. BLpp AfCaf Lpp = Comprimento entre perpendiculares do navio B = Boca da navio Caf = também conhecido pela letra grega , é sempre menor que a unidade Figura 1.15 – Coeficiente da Área de Flutuação. 1.6 QUALIDADES E PLANIMETRIA DOS NAVIOS 1.6.1 Qualidades Comerciais As qualidades comerciais são determinadas pelo Armador que o manda construir e resumem-se me qualidades comerciais (econômicas), funções de uma série de fatores. Estes fatores podem ser: número suficiente de porões para maior rapidez na operação de estiva; maior economia de combustível; calado adequado para os portos de escala; os navios devem ser projetados para cada tipo de comércio em particular a que se destinam. 1.6.2 Qualidades Técnicas (Essencia is e Náuticas) As qualidades técnicas são determinadas pela engenharia naval, de acordo com as Sociedades Classificadoras. As qualidades técnicas são: essenciais e náuticas. Solidez Essenciais Flutuabilidade Estanqueidade 37 Estabilidade Estática Náuticas Ângulo máximo de inclinação (Estabilidade) Mobilidade Regularidade de oscilação entre as vagas Portanto, é o navio uma construção náutica, dotada de qualidades essenciais e náuticas. A exploração comercial do navio requer um conhecimento perfeito dessas propriedades.O melhor processo para conhecer um navio é saber determinar as suas qualidades ou conhecer de que modo foram calculadas. Com o auxílio de planos operacionais de construção podemos determinar as propriedades hidrostáticas do navio e saber como utilizar economicamente os seus recursos, transportando o máximo de carga, com segurança, realizando as viagens com rapidez, obtendo-se o máximo de rendimento com o mínimo de despesas. Qualquer que seja o seu tipo ou o meio de propulsão, um navio deve possuir as seguintes qualidades técnicas: 1.6.2.1 Essenciais SOLIDEZ – é a propriedade que deve ter toda a estrutura de resistir aos esforços produzidos pelas vagas no balanço e na arfagem e, pesos transportados a bordo. FLUTUABILIDADE – é a propriedade de poder permanecer na superfície d’água ainda mesmo com a sua carga completa. ESTANQUEIDADE – é a propriedade que deve possuir o casco de permanecer intransponível pela água, qualquer que seja o estado do mar. 1.6.2.2 Náuticas ESTABILIDADE ESTÁTICA – é a tendência que deve ter o navio para voltar à sua posição original de equilíbrio ao cessar a força externa que o afastou desta posição. ÂNGULO MÁXIMO (estabilidade) – é o maior ângulo de inclinação que o navio possa apresentar sem que o mesmo emborque. MOBILIDADE – é a sua facilidade de governo e evolução, isto é, as propriedade de se manter no rumo com um pequeno ângulo de leme nos diversos estados de mar e vento, e de girar facilmente para BE ou para BB, com o menor raio de giro possível. REGULARIDADE DE OSCILAÇÕES ENTRE AS VAGAS – é a propriedade de arfar, caturrar e balançar suavemente e sem choques, os quais são prejudiciais ao casco, à carga e ao pessoal. 1.6.3 Planimetr ia 1.6.3.1 Desenhos de linha e planos de formas. Tanto as superfícies das obras vivas como das obras mortas são topográficas, isto é, são analiticamente representáveis. O desenho de linhas e planos de formas, é a representação das 38 formas e dimensões do casco por projeções, em três planos ortogonais de referência. Se fizermos passar planos secantes ao casco do navio, as linhas de interceptação desses planos com a superfície do casco são linhas a duas dimensões que podem ser traçadas em verdadeira grandeza e projetadas em planos de referência. São planos de referência: a) Plano de base moldada; b) Plano diametral; c) Plano transversal de meio navio Estes três planos são ortogonais entre si e neles são projetadas linhas e interceptação da superfície do casco por uma série de planos secantes e paralelos a um deles. O ponto de vista da projeção é diferente para cada um dos planos. PLANO DE BASE MOLDADA Plano horizontal, tangente interiormente à quilha ou à superfície moldada. É a origem das cotas ( distâncias verticais ). PLANO DIAMETRAL Plano vertical, longitudinal, que divide o navio em dois bordos, bombordo e boreste. PLANO TRANSVERSAL DE MEIO NAVIO ( PLANO ARANHA ) Plano vertical, normal ao diametral. Divide o navio em corpo de proa e de popa PLANOS DE LINHA D ’ÁGUA O plano de referência é o da base moldada. Os planos secantes cortam longitudinalmente o horizontalmente o casco. As linhas determinadas são as linhas d’água, que são projetadas ortogonalmente no plano de base moldada, em verdadeira grandeza, sendo a linha de base moldada a linha zero e as outras de acordo com o espaçamento dos planos e secantes. Sendo o navio um volume com um eixo de simetria longitudinal, as linhas d’água são representadas pela metade. Com este plano podemos calcular as áreas dos planos das linhas d’água. PLANO DE BALIZAS O plano de projeção das balizas é o transversal de meio navio. O casco do navio é cortado por planos secantes verticais. As linhas determinadas pela interceptação do plano secante com o casco são projetadas no plano transversal de meio navio, representando as balizas em verdadeira grandeza. O ponto de vista fica situado à proa ou à popa. A linha central é a projeção do plano diametral. De cada lado da linha central são representadas as balizas, sendo um lado as da proa e do outro, as da popa. Com este plano podemos calcular as áreas de cada seção transversal, tomado a grandeza do segmento limitado pela linha central e a baliza. 39 PLANO DE PERFIL Neste plano o casco é cortado por planos secantes e paralelos ao plano diametral, sendo o plano de referência o diametral. A maior utilidade deste plano é a determinação dos baricentros dos diversos compartimentos. L INHAS DE ALTO Interseção do casco por planos verticais longitudinais ou planos do alto. Elas aparecem em verdadeira grandeza no plano de perfil e são denominadas de acordo com o afastamento do plano diametral. Há geralmente, quatro destas linhas espaçadas igualmente a partir do plano diametral, que determina a linha do zero. Figura 1.16 – Planos do desenho de linhas. Figura 1.17 – Desenho de Linhas, Plano das Balizas, Plano de Perfil e Plano das Linhas d’Água. 40 1.7 FÓRMULAS PARA CÁLCULO DE ÁREAS E VOLUMES DOS NAVIOS FÓRMULA TRAPEZOIDAL / FÓRMULAS DE SIMPSON Fosse o navio um corpo geometricamente regular e o cálculo das Áreas ou Volumes de qualquer de suas partes ou do todo seria questão de aplicação das fórmulas geométricas usuais. Tal, no entanto, não ocorre com os navios. Vejamos o exemplo da figura abaixo, que representa um convés típico: Figura 1.18 – Típico convés de um navio. Sua parte central “ABCD” aproxima-se da forma de um retângulo, mas à proporção que se prolonga no sentido de Proa e da Proa, seu contorno torna-se curvo, constituindo-se de diferentes curvas parabólicas, às quais não se podem aplicar fórmulas usuais. Os métodos mais usados são: Fórmula Trapezoidal ou dos Trapézios Fórmulas de Simpson. 1.7.1 Fórmula dos Trapézios Empregada unicamente quando a área que se deseja calcular, tem a forma de um trapézio ou muito próxima dessa figura regular. TRAPÉZIO: d 2 b) (B A Área = semi-soma das bases multiplicada pela altura Por vezes, a superfície presta-se à subdivisão em trapézios contíguos com alturas iguais, como na figura a seguir, nesse caso, cada subdivisão terá sua própria área calculada e efetuada a soma dessas áreas. Figura 1.19 - Fórmula dos Trapézios. 2 3 4 5 6 M 41 Área do Trapézio ACGH – 2 yy 21 d Área do Trapézio CDJH – d 2 yy 32 Área do Trapézio DEJK – d 2 yy 43 Área do Trapézio EFLK – d 2 yy 54 Área do Trapézio FBLM – d 2 yy 65 Área total = 21 yy2 d 32 yy2 d 43 yy2 d 54 yy2 d 65 yy2 d Área total = 654321 y2y y2y2y2y2 d Área total = 5432 61 yy yy 2 yyd Havendo “n” ordenadas = 1n 5432 n1 y...yy yy 2 yy dA 1.7.2 Fórmulas de Simpson 1.7.2.1 Primeira Fórmula de Simpson Essa fórmula é dedutível tanto geometricamente como por cálculo integral; devendo ser empregada quando se deseja calcular a área de um superfície dividida num número par de seções(número ímpar de ordenadas). Modo de usá-la: A figura 1.20 apresenta uma superfície irregular, formada por áreas dos trapézios e áreas da superfície parabólica, as quais, somadas dão origem à 1ª fórmula de Simpson. Devemos proceder da seguinte forma: A) Baixamos as perpendiculares y1 até y7 ao eixo AB ; B) Essas perpendiculares são chamadas ordenadas e guardam uma mesma distância entre elas; C) A distância entre essas ordenadas é chamada de intervalo comum; O índice de erro dependerá do espaço entre a ordenada e a curvatura do lado. 42 PROPRIEDADE DA PRIMEIRA FÓRMULA DE S IMPSON A área entre três ordenadas consecutivas quaisquer é igual à soma das ordenadas extremas mais quatro vezes a ordenada média, multiplicada por um terço do intervalo comum. Figura 1.20 –Primeira Fórmula de Simpson. 1 = 321 y4yy3 d 2 = 543 y4yy3 d 3 = 765 y4yy3 d Área Total = 7654321 y4y2y4y2y4yy3 d EMPREGO DA PRIMEIRA FÓRMULA DE S IMPSON Essa fórmula é aplicada somente com número ímpar de ordenadas. 1.7.2.2 Segunda Fórmula de Simpson Área entre quatro ordenadas consecutivas é igual à soma das ordenadas extremas, mais três vezes cada ordenada média, multiplicada por 8 3 do intervalo comum. Figura 1.21 – Segunda Fórmula de Simpson. Área total: A = 76544321 y3y3yy8 3dy3y3yy 8 3d Área total: A = 7654321 y3y3y2y3y3yy8 3d Essa fórmula é empregada quando: 43 o número de ordenadas for 4; o número de ordenadas for um múltiplo de 3 mais 1; e quando a superfície cuja área se deseja calcular é dividida num número de subdivisões múltiplos de 3. 1.7.2.3 Terceira Fórmula de Simpson Essa fórmula é empregada apenas quando, tendo-se 3 ordenadas, se necessite calcular à área de apenas uma seção. Seu enunciado é: A área entre duas ordenadas consecutivas é igual a cinco vezes a 1ª ordenada mais oito vezes a ordenada média menos a ordenada externa, multiplicada por 1/12 do intervalo comum. Figura 1.22 – Terceira Fórmula de Simpson. A1 = d/12 (5x + 8y – z) e A2 = d/12 (5z + 8y – x) A título de verificação, somemos as 2 áreas A1 e A2. A1 + A2 = d/12 (5x + 8y – z) + d/12 (5z + 8y – x) A1 + A2 = z58y8yx-5x 12 d z A1 + A2 = zyx 4164 12 d Área total = zyx 4 3 d Essa fórmula final é a primeira fórmula de Simpson para o cálculo área total dividida por 3 ordenadas. 1.7.3 Volumes O volume de tanques, paióis e outros compartimentos existentes a bordo limitados por superfícies planas ou cilíndricas, podem ser calculadas pelas fórmulas usuais da matemática para figuras regulares. Outros espaços como a carena e a maioria dos compartimentos a bordo, devem ter seus volumes calculados pelas fórmulas de Simpson. 44 Basta usar as 3 fórmulas de Simpson, substituindo “A” de área por “V” de volume e as consecutivas ordenadas (y1,y2,y3,...) por áreas consecutivas (A1,A2,A3,...), apresentando-se as fórmulas com as seguintes disposições. 1) )A4A 2A 4A (A 3 dV 543211 – caso de 5 áreas – ordenadas. 2) )A 3AA32A 3A 3A (A 8 3dV 76543211 – 2ª fórmula, 7 áreas – ordenadas 3) )A 8A (5A 12 dV 3211 , terceira fórmula de Simpson nas quais: V = Volume que se deseja calcular. A = Área das seções paralelas equidistantes contidas nesse volume – (seção transversal, conveses, linhas d’água, etc.) d = É a medida da equidistância dessas áreas. Como se vê, é necessário conhecer ou calcular previamente as áreas das seções em que o espaço será dividido. Calculada cada área em separada, efetua-se o cálculo do volume, aplicando-se a fórmula de Simpson adequada. Figura 1.23 – Fórmulas de Simpson aplicadas no cálculo do volume. 1.8 SOCIEDADES CLASSIFICADORAS As Sociedades Classificadoras não fazem seguro. Não são entidades oficiais – são pessoas jurídicas de direito privado e geralmente sem fins lucrativos. 1.8.1 Finalidades a) fixar regras sobre a construção do casco e das máquinas propulsoras e auxiliares das embarcações; b) fiscalizar a construção dos navios; c) apreciar as qualidades dos navios já construídos; d) proporcionar aos compradores, carregadores, afretadores, tribunais, companhias de seguros, etc., informações sobre o estado e valor do navio; e) fazer inspeções periódicas (vistorias) a fim de fiscalizar a observância de suas regras e garantir a manutenção de suas qualidades náuticas; 45 f) expedir certificados quanto às regras e inspeções; g) determinar a borda livre – quando um governo lhe delegar tal atribuição; h) publicar um registro detalhado das embarcações por ela classificadas. Gozam, quase todas, de prestígio universal em razão da reputação de eficiência e honorabilidade que constituíram em 2 séculos de existência. 1.8.2 Vistorias que Efetuam a) Inicial – permanentemente, durante toda a construção do casco, máquinas e equipamentos, inclusive testes finais; b) Classificação – geralmente a cada 4 anos e revestidas de extremo rigor: I – as chapas que apresentam espessura igual ou inferior a ¾ da espessura primitiva, devem ser substituídas; II – duplo fundo e tanques de aguada e combustível são testados sob pressão; III – as máquinas são vistoriadas no estrado e as caldeiras são testadas sob pressão igual a 1,5 vezes a pressão de regime. Atualmente, quase todas as Sociedades Classificadoras estão substituindo esta vistoria pela classificação contínua na qual, evitando um longa paralisação dos navios, os Armadores podem parcelá-las, dentro dos 4 anos previstos, condicionado a que no final todos os quesitos sejam completados e que não haja intervalos maiores de 4 anos para o quesito. c) em seco – em dique-seco, geralmente a cada 2 anos: I – inspeção do casco, roda de proa, cadaste e leme II – inspeção da máquina e equipamentos auxiliares, caldeiras, aparelho de governo, aspirações e descargas; III – aparelho de fundeio e salvatagem. d) especiais – sempre que o navio sofra acidente grave ou seja submetido a reparos ou modificações importantes. 1.8.3 Sociedades Classif icadoras mais Importantes LLOYD’S REGISTER of British and Foreign Ships (LR) – Londres – 1760 AMERICAN BUREAU of Shipping (AB) – Nova Iorque – 1862 BUREAU VERITAS (BV) – Paris – 1828 GERMANISCHER LLOYD (GL) – Hamburgo – 1867 DET NORSKE VERITAS (NV) – Oslo – 1864 Temos ainda diversas outras: suecas, italianas, etc. No Brasil, registramos o Bureau Colombo e o RBNA (Registro Brasileiro de Navios e Aeronaves). Todas apresentam símbolos diversos para as diferentes categorias de navios que classificam, conforme o grau em que atendam às suas rigorosas regras. 46 1.8.4 Borda Livre Borda livre é a distância vertical, medida no costado, entre a Linha de Flutuação e o Convés, é uma medida da Reserva de Flutuabilidade. Quando não for especificado o convés e em que ponto foi medida, subentende-se que é referida ao Convés Principal e a Meio-Navio. O convés de referência é denominado Convés de Borda Livre. Assim como há mais de uma Reserva de Flutuabilidade, há mais de uma BL: a) Borda Livre Mínima de Segurança (BLM) – estipulada em Certificado e objeto de Convenção Internacional; b) Borda Livre Atual – a que o navio possua no momento. 1.8.5 Borda Livre Mínima de Segurança (BLM) Instituída em 1876 devido à sucessão de acidentes ocasionados por carregamento excessivos. Proposta por Lord Plimsoll por cujo nome o disco marcado no costado é até hoje conhecido. (Disco de Plimsoll). Rege-se por uma Convenção Internacional de Linhas de Carga. Por ela, os navios são obrigados a ostentar, cravada no costado, uma marcação (Disco de Plimsoll) e exibir o Certificado Internacional de Linhas de Carga ( ou de Borda Livre), emitido segundo modelos e normas fixados pela Convenção. No Brasil, a DPC (Diretoria de Portos e Costas) do Comando da Marinha é a autoridade competente para expedir esses Certificados, geralmente delegando tal atribuição de acordo com a Convenção, às Sociedades Classificadoras. 1.8.6 Marcação das Bordas Livre Mínimas de Segurança (BLM) Objetivo principal do estabelecimento das BLM é SEGURANÇA, dotando os navios de uma reserva de flutuabilidade. Esta varia nas diferentes regiões e com as diferentes estações climáticas – em água doce permite-se que seja menor não só porque a menor densidade ocasiona maior imersão para um mesmo deslocamento como, também, porque os locais de água doce são mais abrigados. Marcas Símbolo Símbolo Inglês Tropical T T Verão V S Inverno I W Inverno no Atlântico Norte IAN WNA Água doce AD FW Água doce tropical ADT TFW Um mapa, que lhes será exibido, foiconfeccionado em conformidade com a Convenção delimitando as regiões oceânicas onde se aplicam estas marcas; quase todas essas regiões têm seus limites móveis, conforme a estação climátérica, fixando a Convenção, as Datas em que prevalecem esses limites. 47 1.8.7 Disco de Plimsoll O Disco de Plimsoll, conforme veremos mais adiante, contém as seguintes marcas: 1) MARCA DO CONVÉS DE BL Linhas horizontais cravada a Meio Navio, em ambos os bordos; limbos superior coincidindo com a superfície do convés de BL – medidas 300mm de comprimento x 25mm de espessura. 2) DISCO DE PLIMSOLL PROPRIAMENTE DITO Anel cravado a Meio Navio com diâmetro de 300mm e espessura de 25mm – deve ser interceptado por uma Marca horizontal medindo 450mm x 25mm, o Limbo Superior desta marca passando pelo Centro do Disco, o Centro do Disco distará verticalmente do Limbo superior da Marca de Convés de BL a medida determinada para sua Borda Livre de Verão (V). 3) LINHAS DE CARGA São Marcas horizontais medindo: 230mm x 25mm e devem ser cravadas perpendicularmente a outra Marca Vertical cravada a 540mm à vante do Disco Plimsoll e tendo 25mm de espessura; A LINHA DE VERÃO (V) – é demarcada na mesma altura da Marca horizontal que intercepta o Centro do Disco Plimsoll; A LINHA DE INVERNO (I) – é paralela e logo abaixo da Linha de Verão A LINHA TROPICAL (T) – é paralela e logo acima da Linha de Verão; A LINHA DE INVERNO NO ATLÂNTICO NORTE (IAN) – é paralela e logo abaixo da Linha de Inverno; A LINHA DE ÁGUA DOCE (AD) – é paralela e logo acima da Linha Tropical. A LINHA DE ÁGUA DOCE TROPICAL (ADT) – é paralela e acima da de Água doce. As quatro primeiras são demarcadas para vante da Marca Vertical, as duas últimas (água doce) são demarcadas para Ré da Marca Vertical. As distâncias verticais entre essas Marcas são determinadas pelo Certificado Internacional de Borda Livre no Navio. Nenhum navio pode penetrar em qualquer das Regiões Oceânicas demarcadas no Mapa tendo submersas a Marca correspondente. 1.8.8 Borda Livre para Madeira Navios que conduzem madeira no convés arrumada adequadamente, segundo a Convenção, e que obedeçam a detalhes de construção definidos pela Convenção, e que sigam certos preceitos desta Convenção a respeito de peação de carga e vedação de saída d’água, são permitidos ostentar no costado uma marcação especial correspondente à Borda Livre de Madeira. Esta marcação ficará à Ré do Disco de Plimsoll, a seguir, e tem os mesmos símbolos precedidos da letra (M); em inglês (L). Esta marcação só prevalecerá quando o navio estiver transportando madeira, nas condições estipuladas e observadas precauções usuais quanto à Estabilidade. 48 Figura 1.24 – Disco de Plimsoll para a determinação da borda livre. 49 50 CAPÍTULO 2 PONTOS NOTÁVEIS DA ESTABILIDADE Neste capítulo são introduzidos os Pontos Notáveis da Estabilidade, cuja posição relativa ao navio, caracteriza o estado de estabilidade atual e consequentemente a segurança do carregamento, da viagem e da tripulação. 2.1 PONTOS NOTÁVEIS DA ESTABILIDADE São eles: G – Centro de Gravidade do navio 51 B – Centro de Carena M – Metacentro OBSERVAÇÃO : O ponto “K” não é um ponto notável, e sim um ponto pertencente ao plano de base, e que serve como referência para as distâncias verticais a partir dele (cotas). 2.2 DENOMINAÇÕES DADAS ÀS DITÂNCIAS VERTICAIS ENTRE OS PONTOS NOTÁVEIS KG – Cota do Centro de Gravidade KB – Cota do Centro de Carena KM – Cota do Metacentro BM – Raio Metacêntrico GM – Altura Metacêntrica Figura 2.1 – Pontos Notáveis da Estabilidade na Seção Transversal. GM – Altura Metacêntrica = KM – KG KG – Cota do Centro de Gravidade = KM – GM BM – Raio Metacêntrico KB – Cota do centro de carena KM – Cota do Metacentro – KB + BM = KG + GM 2.3 DEFINIÇÃO DOS PONTOS NOTÁVEIS DA ESTABILIDADE 1) CENTRO DE GRAVIDADE (G) É o ponto de aplicação da resultante das forças gravitacionais que atuam no navio e em tudo que existir a bordo. 52 2) CENTRO DE CARENA (B) É o ponto de aplicação da força de Empuxo. É o Centro geométrico do volume imerso. 3) METACENTRO (M) É o ponto de encontro de dois raios de uma curva infinitamente pequena, descrita pelas sucessivas mudanças de posição do Centro de Carena de um navio que oscila em flutuações isocarenas. Figura 2.2 – Metacentro. 2.4 DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO DO CENTRO DE GRAVIDADE 2.4.1 Definição É o ponto de aplicação da resultante das forças gravitacionais que atuam no navio e em tudo mais que existir a bordo. 2.4.2 Componentes As componentes que formam a resultante das forças gravitacionais que atuam em um navio são: deslocamento leve do navio; peso da aguada, óleo combustível e lubrificante; peso da carga; peso de tudo mais que existir a bordo. Determinamos a posição do Centro de Gravidade de um navio, por intermédio de uma fórmula semelhante à usada na obtenção do centro de gravidade de volumes tendo, porém o cuidado de bem definir os três eixos usados no posicionamento do centro de gravidade. Ao construímos um navio ou ao colocarmos a bordo qualquer quantidade de carga, temos por norma efetuar a distribuição dos pesos simetricamente em relação ao plano diametral dando desta forma condições para que o navio possa flutuar em sua posição normal, isto é, adriçado, eliminando também a necessidade de efetuarmos cálculos para posicionar transversalmente o centro de gravidade do navio. Deveremos, portanto, determinar a distância do centro de gravidade ao plano de base moldada (para estabilidade transversal) e distância do centro de gravidade ao plano transversal de meio navio ou às perpendiculares de vante ou de ré (para a estabilidade longitudinal). 53 Fórmula para o Cálculo da cota do Centro de Gravidade (KG): Onde: KG = Cota do C.G. Sendo: ΣMV = somatório dos Momentos Verticais (P x Kg) ΣP = somatório dos pesos 2.5 DETALHAMENTO PARA A OBTENÇÃO DO CENTRO DE GRAVIDADE 1 – CENTRO DE GRAVIDADE DE UM NAVIO EM DESLOCAMENTO LEVE Calculado pelo estaleiro construtor, em função da forma do navio, peso do material empregado, estrutura, acessórios, etc. O navio é dividido em planos transversais e calculam-se os momentos verticais de cada compartimento tendo-se como referência o plano de base moldada. 2 – CENTRO DE GRAVIDADE DO ÓLEO E AGUADA Calculado pelo pessoal de bordo em função da distribuição da massa líquida nos tanques. Conhecendo-se o centro de gravidade e o peso da massa líquida colocada em cada tanque, calcula-se os momentos verticais de cada compartimento tendo-se como referência o plano de base moldada. 3 – CENTRO DE GRAVIDADE DE CARGA Calculado pelo pessoal de bordo em função da distância vertical da carga, pelos locais a ela destinados. Conhecendo-se a posição do centro de gravidade do peso da carga, calculam-se os momentos verticais provocados pela carga, após ter sido estivada, em relação ao plano de base moldada. 4 – CENTRO DE GRAVIDADE DE TUDO QUE EXISTIR A BORDO Calculado pelo pessoal de bordo com o procedimento igual ao do item anterior. Emprego dos momentos na determinação do centro de gravidade de um navio. P MV KG (ΔL . KGL ) + ( P1. Kg1) + ( P2 . Kg2 ) + ( P3 . Kg3 ) KG = ————————————————————————— ΔL + P1 + P2 + P3 54 2.6 CENTRO DE GRAVIDADE O ponto de aplicação da resultante de todos os pesos a bordo do navio, inclusive ele próprio, chama-se Centro de Gravidade. É como se todos os pesos do navio estivessem concentrados nesse
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