6 Estimativas Dimensionais Preliminares

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Prof. Luiz Minioli 
 
Estimativas Dimensionais 
Preliminares 
Projetos de 
Navio I 
 
1 
Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
O Engenheiro Naval deve ter em conta os seguintes dados/informações para o 
desenvolvimento do projeto do navio: 
 
• Dimensões Principais 
• Forças longitudinais e transversais 
• Geometria do casco 
• Dimensionamento dos reforços estruturais 
• Deslocamento 
• Resistência ao avanço e sistema propulsivo 
• Borda livre 
• Sistemas auxiliares 
 
• Pontal 
• Confiabilidade 
• Capacidades 
• Madeiras e equipamentos 
• Estabilidade e trim 
• Peso leve e porte bruto 
• Análise econômica 
• Custo de materiais 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Quando um armador faz uma consulta inicial 
sobre o desenvolvimento do projeto de um navio, 
ele geralmente dá ao engenheiro naval quatro itens 
de informação: 
 
1. Tipo de navio 
2. O Porte Bruto do novo navio 
3. A velocidade de serviço requerida 
4. A rota na qual o novo navio irá operar 
Comprimento máximo 
Boca máxima 
Calado máximo 
Pontal máximo 
Obras mortas 
3 
Estas informações 
ajudam no encontro de: 
Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
A primeira estimativa que o Engenheiro Naval faz é calcular o peso 
leve do novo navio. Começando com algumas definições: 
 
Lightweight – lwt (peso leve): Este é o peso do próprio navio, quando 
completamente descarregado. Ele é composto do peso de aço, madeira, peso 
de equipamentos e de máquinas. 
Deadweight – dwt (peso da carga): Este é o peso que um navio carrega. 
Ele pode ser feito de óleo combustível, água potável, mantimentos, óleo 
lubrificante, água de lastro, a tripulação e seus pertences, carga e passageiros. 
Displacement – W (deslocamento): Este é o peso do volume de água, 
que o navio desloca. O deslocamento é igual ao lwt + dwt. 
 
O lwt não vai mudar muito durante a vida de um navio e assim é 
razoavelmente constante. O dwt no entanto, vai variar, dependendo de 
quanto o navio é carregado. 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Coeficiente de Porte Bruto (ou Deadweight) CD : Este coeficiente relaciona 
o porte bruto com o deslocamento da embarcação. 
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CD dependerá do tipo de navio que será considerado. A tabela 1 mostra valores 
típicos para navios mercantes quando carregado completamente na linha d’água de 
verão (SLWL) (Calado Moldado). 
Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
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(Fonte: Papanikolaou, 2014, p. 70) 
Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
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Exemplos de oil carrier e cross-channel. 
Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Dimensões e referências 
 
• Linha base (BL) [base line] 
• Linha d’água (WL) [water line] 
• Linha d’água de projeto (DWL) [design WL] 
• Perpendiculares (PPAV e PPAR) 
• Comprimentos (LPP, LOA e LWL) 
• Boca (BOA e BWL) [beam] 
• Calado (T ou H) [draft/draught] 
• Pontal (D) [depth] 
• Borda livre [freeboard] 
• Deslocamento (W ou Δ em t e em m³) [displacement] 
• Superfície molhada [wet surface] 
• Plano diametral 
• Plano de meia-nau 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Onde: 
 
L – distância entre perpendiculares (Lpp) 
B – boca moldada 
H – calado moldado 
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Como uma boa aproximação inicial, para navios de carga geral e navios 
tanques, pode-se afirmar que na condição de carregamento SLWL, CB é 
aproximadamente igual a CD onde: 
Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Coeficiente de Bloco (CB) – É a relação entre o volume 
deslocado ( ) e o volume do paralelepípedo que tem para 
arestas, respectivamente, L, B e C. 
CB = / (L x B x C) 
 
 - volume deslocado 
L – LWL 
B – boca máxima na LWL 
C – altura da seção máxima na LWL 
∆ 
∆ 
∆ 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
(Beam) 
(Draft - Calado) 
(Pontal Moldado) 
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Exemplo 1 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Observação: 
 
O coeficiente de porte bruto não deve ser usado para navios de 
passageiros, porque o porte bruto não é um importante critério 
para este tipo de navio. A seleção do navio base para este tipo 
de embarcação é mais complicada. Para navios de passageiros, a 
área dos pavimentos (decks), em metros quadrados, é usado 
como forma de se efetuar comparações. 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Estimativas do comprimento de um novo projeto: 
 
• O comprimento dos navios normalmente são determinados pelo espaço 
disponível no cais; 
• A boca do navio é determinada pela estabilidade ou a largura do canal; 
• O pontal do navio é determinado por uma combinação do calado e da borda livre; 
• O calado do navio é controlado pela profundidade da água nos portos onde o 
navio vai transitar. As exceções são os ULCCs e os Supertankers. Eles usualmente 
descarregam sua carga em amarrações de um único ponto localizados nas 
aproximações aos portos (monoboias). 
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Estimativas do Comprimento do Navio 
Método 1 – Método da raiz cúbica 
Com base nas informações dos navios já construídos e em serviço, os 
Engenheiros Navais podem decidir as relações L/B e B/H para o novo projeto. 
Conhecendo-se esses valores, pode-se ter uma primeira boa estimativa para 
as dimensões principais para o novo navio. O comprimento pode ser 
encontrado por meio da seguinte fórmula: 
 
𝐿 =
𝑑𝑤𝑡 × 𝐿 𝐵 2 × 𝐵 𝐻 
𝑝 × 𝐶𝐵 × 𝐶𝐷
1 3 
 𝑚 
 
Onde: L = Lpp em metros para o novo navio; 
 B = Boca Moldada em metros; 
 p = densidade da água salgada; 
 CB e CD que foram anteriormente explicados; 
 H = Calado. 
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Estimativas do Comprimento do Navio 
Método 1 – Método da raiz cúbica 
Exemplo 1 
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Estimativas do Comprimento do Navio 
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Estimativas do Comprimento do Navio 
Método da raiz cúbica (alternativo) 
 
 
 
 
 
Onde: L = Lpp ou Lwl em metros para o novo navio; 
 B = Boca Moldada em metros; 
 r = densidade da água salgada; 
 CB = coeficiente de bloco; 
 T = Calado carregado; 
 D = Pontal; 
 s = deslocamento do chapeamento, popa e apêndices expressos como uma 
fração do deslocamento moldado. 
 
(Fonte: Watson, 1998, p. 56) 
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Estimativas do Comprimento do Navio 
Método da raiz cúbica (alternativo) 
 Os valores das razões L/B, B/D e T/D podem ser obtidos a partir de 
gráficos como o apresentado a seguir. Além disso, é necessário também de 
uma primeira estimativa para o valor de CB para a solução da equação de L. 
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Estimativas do Comprimento do Navio 
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Estimativas do Comprimento do Navio 
Na última década os valores de LPP vem diminuindo, enquanto a Boca 
Moldada vem aumentando. Existem três razões para isso: 
 
1. Duplicação dos cascos dos petroleiros com a finalidade de reduzir os 
riscos de vazamentos causados por abalroamentos 
2. O desenvolvimento de navios conteineiros para atender a demanda 
por mais volume transportado. Alguns destes navios são grandes o 
suficiente para receber 24 contêineres colocados na transversal do 
deck superior 
3. A fim de reduzir a intensidade de vibração e problemas devido a 
solicitações estruturais, bem como de custo de construção, os 
engenheiros navais têm seguido a tendência de redução do LPP. 
Para conseguir um dwt semelhante, têm aumentado a boca 
moldada. Valores de L/B têm sido gradualmente reduzido de 6,25 
para 5,50 e 5,00. 
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Estimativas do Comprimento do NavioUm navio desse tipo é a "Esso Japan” com 350 m LBP e uma boca 
MLD de 70 m, e uma dwt de 406 000 toneladas. Verdadeiramente um 
Ultra Large Crude Carrier (ULCC). 
 
Outro exemplo é o "Stena Viking‘ entregue em Abril de 2001. Ele tem 
um dwt de 266 000 toneladas, um LBP de 320 metros e uma boca de 
70 m MLD. Isso faz com que seu L/B chegue a um valor tão baixo 
quanto 4,57. 
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Estimativas do Comprimento do Navio 
Método 2 – Método da Geometria Semelhante 
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Estimativas do Comprimento do Navio 
Método 2 – Método da Geometria Semelhante 
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Verificação: 
 
É importante verificarmos a consistência dos dados encontrados. Para 
isso, verifica-se o valor do CD novo e compara-se com o CD de 
referência: 
 
𝐶𝐷 =
𝑑𝑤𝑡
𝑊
 
Estimativas do Comprimento do Navio 
Método 2 – Método da Geometria Semelhante 
Exemplo 3 
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Um navio do tipo VLCC (Very Large Crude Carrier) de 100000 t de dwt, 
possui 250 m de LPP, 43 m de Boca Moldada e 13,75 m de Calado 
moldado. Seu CB é igual a 0,810 e CD é igual a 0,815. 
Um novo projeto similar está sendo desenvolvido mas desta vez com 
110000 t de dwt. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estimativas do Comprimento do Navio 
Método 2 – Método da Geometria Semelhante 
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Estimativas do Comprimento do Navio 
A principal desvantagem deste método é que ele serve apenas como 
uma primeira aproximação, porque na prática, é improvável que: 
 
L2/L1 = B2/B1 = H2/H1 = K 
 
 
Finalmente note que para os dois navios, CB = 0,810 e CD = 0,815 
Método 2 – Método da Geometria Semelhante 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Método 3 – Método da Intersecção Gráfica 
A partir do estudo de um grande número de navios cargueiros, 
Barrass demostrou na prática, que os parâmetros L e B podem ser 
relacionados como se seguem: 
 
B = (L/10) + (5 a 7.5) m General Cargo ships 
B = (L/10) + (7,5 a10) m Container vessels 
B = (L/5) -12,5 m Supertankers (C.B. Barrass 1975) 
L/B = 6.00 ~ 6,25 Supertankers (1975–1990) 
L/B = 5.00 ~ 5,75 Supertankers (1990–2004) 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Método 3 – Método da Intersecção Gráfica 
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O CB também pode ser relacionado com a velocidade de serviço (V) e o LBP 
(L) no qual: 
 
𝐶𝐵 = 1 − 𝑚
𝑉
𝐿0,5
 𝐵𝑦 𝐴𝑙𝑒𝑥𝑎𝑛𝑑𝑒𝑟 
 
O valor de “m” varia de acordo com o tipo de navio. No entanto, na prática, 
cada tipo de navio tem uma velocidade de serviço típica. 
 
 
 
 
 
 
 
Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Método 3 – Método da Intersecção Gráfica 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Seja um navio com LBP de 124 m com velocidade de serviço de 
14,25kt. Pede-se: 
1. Estimar seu CB no seu calado carregado 
2. Qual seria o CB de um novo navio de comprimento similar, mas 
com velocidade de 18kt? 
Exemplo 4 
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Refletindo... 
O primeiro navio é provavelmente um navio cargueiro. Por que desta conclusão? 
Geralmente, pode-se assumir que quanto maior a velocidade de serviço 
concebida, menor será o valor do CB correspondente. 
Por que? 
Seu comprimento, sua velocidade de serviço e seu CB denotam as 
características de um navio cargueiro. 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Exemplo 5 
Estão sendo estudadas as dimensões principais para um novo navio. Ele 
deve ter dwt = 14 000 toneladas, com uma velocidade de serviço de 15 
kt, para operar em um calado máximo de verão de 8,5 m. 
Sabe-se que o CD = 0,700 e B = (L/10) + 6,85 m. 
 
1. Estimar LBP, 
2. A boca moldada 
3. CB 
4. W 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Exemplo 5 
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Dimensões Principais 
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Dimensões Principais 
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Dimensões Principais 
Exemplo 5 
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Dimensões Principais 
Exemplo 5 
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Dimensões Principais 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Exemplo 6 
Estão sendo feitas estimativas iniciais para um navio com dwt de 
500.000 toneladas. A velocidade de serviço deve ser 16kt operando 
com um calado máximo de 25,5 m com um CD de 0,861. 
Calcule o LBP, Boca Moldada, CB, W e lwt presumindo-se que: 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Exemplo 6 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
Exemplo 6 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
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Estimativas Preliminares das 
Dimensões Principais 
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Otimização das principais dimensões e 
CBs 
No início da fase de projeto, o arquiteto naval pode ter que aumentar 
ligeiramente o deslocamento. Para conseguir isso, a pergunta que surge é: "qual 
parâmetro a aumentar, LBP, Boca moldada, calado, pontal ou CB? 
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Otimização das principais dimensões e 
CBs 
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Otimização das principais dimensões e 
CBs 
Aumento em B 
Aumenta o custo, porém, proporcionalmente menos do que o aumento em L. 
Facilita um aumento do pontal, melhorando a estabilidade transversal, ou seja, o 
valor GMT. Porém, induz aumento na potência da motorização e do custo dos 
espaços da praça de máquinas 
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Otimização das principais dimensões e 
CBs 
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Otimização das principais dimensões e 
CBs 
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Exercícios 
Lista de Exercícios 
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