estabilidade básica

5/16/2018 Estabilidade Bsica

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M AR IN HA D O B RA SI.LD lR ET OR IA D E P OR TO SE C OS TA S

, ,. . . .~~

.E ST A BIL ID AD E BA sIC A . 1

Ens fno P ro fiss ion "a l Ma r it imo


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SUMAR IOPARTE I- D es locam ento, 5- 0 Deadweight , 7- Peso para im ergir um centtrnetro, 9- F lu tu ab ilid a. de , 10- B orda livre, 11- C alculo do des locamento em fun~ao do volum e da carena e da dens i-dade, 13PARTE II- E s tabiU dad e estatlca, 15- P osicao do centro de gravidade de urn peso, 15- C entro de gravidade do navio ,15PARTE III- C urvas de es tabilidade estatlca, 19PARTE IV- E s ta bilid ad e inicial, 23PARTE V- M ovim ento do centro de gravidade, 31PARTE VI- A ngulo de banda permanente, 35PARTE V I I- M ovimento de G causado pela elevacao d e pes os , 37PARTE VIII- M ovimento de G causado pela presen~a de Ifquidos - E feito superffcielivre, 41PARTE IX- Alteracao daestabilidade durante a v ia gem , 43PARTE X- T rim ou compasso , 45PARTE XI- Esforcos estruturals, 49

'..


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PARTE IDESLOCAMENTO .

"Todo corpo, total ou parcialmente imerso num fluido, receoedesse fluido, de baixo para cima, urn ernpuxo igual ao peso do fluidodeslocado". (Prlncfplo de Arquimedes)Em urn navio, a agua exerce pressao em todas as dir~oes que seencontram em uma dire~ao vertical atuando de baixo para cima, tendocomo valor 0 peso do volume d'agua deslocada. Essa fon;:a e denornlna-da de forca de ernpuxo.Para que a navio flutue e necessario que haja urn equilfbrio entreo peso do navio e 0 empuxo, isto e , que 0 peso do navio seja igual aopeso da agua deslocada. Esta e a razao de designarrnos a peso do naviopar destocsmento, representado pela letra D (Figura 1).

,igura 1.

Para.que 0 navio flutue: Deslocamento =Empuxoo d { G . = Ponto de Aplicacao da forca peso (deslocarnento)neB = Ponto de Aplicacao da torca ernpuxo5


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Como a des locam ento do navio e igual ao peso da agua des locada,a o v aria rmo s 0 peso do navio, 0 peso da agua des locada se altera domesmo valor. ' .o deslocarnento e expres so em toneladas de 1000 quilos nos pa (.s es de s is tem a rnetrico decimal, e em toneladas longas (2240 libras ou1016 qullos ) nos parses que adotarn 0 s is tem a ingles de m edidas .Podemos tazer urna analis e gra tica do des locamento em fU nI ;:aode calado m edlo de urn navio.

E x.: S e 0 navio fosse uma barcaca retangular nao terfarnos umacurva 110 gratico, m as s im um a reta sem elhante a figura abaixo. (Figura 2)F ig ura 2 . C u rv a d es lo camen to /c ala do

3.0 ~IO 0.. AIUfo do ma r (IoDCJIidaI)100 200 300 400 600 600 100

de Carp VU, l/L/2.0 /'

//'Calacbem t.s /melrDo I VI. 'V.0~. /"1 /'/'f>.!~.>

~ I

6


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C omo a area de flutua .;:ao do navio nao e proporcional em todas assuas m edidas de calado, 0 grM ico se apresenta como uma curva maisacentuada, com o vem os na figura abaixo. (Figura 3)rigura 3

Eoc


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eja, a soma .oe todos as pesos m6veis que se podem embarcar ou de-embarcar.PB=0 - Dlmax

ande PB= Porte Bruteo = Deslocamento maximomax0l= Deslocamento leve

Chama-se porte Ilquido (PL) ao peso da carga que a ernbarcscaopade transportar ern determinada condleao de carregamento.o valor do deadweight e do deslocamento do navio em diferentescalados pode ser obtido na tabela de deadweight.Figura 4. Tabela de "Deadweight"

. s

- -

--

Pumwi~ p ; a n . B o t d J l ! . L i m : :.A,Sl-U~ ' . 0 =.T'~ ~1=.M!Idie~ l . 5 C 1 : 1 : 1.Igytiw :Ii'i~etCI

o " : ? - - : : ~ : : : :'I)"':' 1.~,_H__, ...:.

-I~ -~-...,- ,'00 . -, ' - = :~; ...,~-, ~ . . :" . . . . : - -

-c!-I"- -- -

Ex.: Consultando a tabela de deadweight determinar 0 desloca-menta (0) eo deadweight (PB) para urn calado de 2,Om.Resp.: D = 465T DEADWEIGHT = 305T8


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PE SO PA RA IM ERGIR UM C ENT I'M ET RO

lc

- - _ . . . . . . . . . --------- - - _ ---FIGU RA 5. Pianos de flu tuaeao separados de 1 c~ .

S uponhamos dois pianos de flutuacao s eparados pela :dis tancia deum centfm etro , como na figura acim a. 0 volum e que a carena, partem ergulhada do nav io , aum en ta ao im erg ir um centfm etro se~a:

v = volumev = A F .0,01 A F = a rea d e ftu tu ac aoC omo peso e vo lum e vezes dens idade, para variar 0 calado em umcent/metro e necessarlo 0s eg uin te T P e:T Pe = 0,01 . d . A F

{T Pe = toneladas por centfm etro de i rnersaoonde d = dens idade da agu aA F = area de f lutuacao .

E como vimos , a T PC varia de acordo com a area de f:utua~ao , m ases ta varia em funcao do calado, porque 0 n av io n ao e to ta lm en te u nifo r-m e. C onsultando a tabela de deadweight podem os obter a T Pe em v a -r io s c ala dos .Ex.: Qual a T Pe para um calado de 2,5m?R esp.: 3 ,0 TA s T f'C s obtidas de uma tabela de "deadw eight" podem ser utili-zadas a fim de se obter:

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- a rnudanca do calado media, quando pesos conhecidos s so carre-g ado s au d es carreg ad os .

E x .: Qual a variacfio do calado media de 2,5m ao se des em barcaruma carga de 6 toneladas?

E ntra-s e na tabela de deadweight com 2,5m e tira-se aT PC =3 (3 toneladas para cada centfmetro)para 6 toneladas terernos 2 c en tfme tr os l

R esp .: baixa de 2,O cm- 0 peso da carqa a ser- carregada au descarregada para produzir

uma rnudanca desejada de calados .E x .: Qual a carga a ser em barcada a fim de variar a calado m edia

de 2,50m para 2,53?E ntra-s e na tabela de deadw eight com 2,5m de calado e acha-se a

T PC = 3(3 toneladas para cada centfrnetro)para 3 centrm etros teremos 3 x 3 = 9 toneladas

R esp .: 3cm x 3 9 toneladas

FlUTUABILIDAOE

C omo vimos , anteriorm ente, para que 0 navio flu tue e necessarioq ue ex is ta urn equilfbrio entre a forca de empuxo e 0 des locamento .A flu tu '~cao e cons iderada pos it iva quando 0 volume de todos osespacos fechados e es tanques do navio e rnaior que 0 volum e de carena,como nos rnos tra a figura n? 6. A parte tracejada e denom inada dereservs de fllltU89fio. E ntao, a reserva de Ihrtuacao e a som a de todosos espacos fechados e es tanques acim a da lin ha d 'a gu a, au seja, e um atlutuacao suplem entar; a reserva de tlutuacso pode s er indicada emvolum e au em peso, m as geralm ente e apresentada em percentagem dedes locamento .

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Figura 6. R eserva de flu tuacao e borda-livreo valor da reserve de tlutuecso (au flutuabilidade) e muito im por-tan te pelo que se refere a s q uaHda de s nautlcas do navio a, sobretudo, aoseu com portam ento em caso de alagam ento.

B O R D A LIVRE

P ara s eg ura nc;:a d os n av io s m erca ntes , d ura nte a naveqacao, torna-seabsolutamente necs s s ario que seja es tabelecida uma linha a partir daqual nao seja perm itido carregar mais 0 navio, is to ~, uma linha de cargamaxima .E ssa linha , que correspondera a uma irnersao maxima , e definidacomo b or da liv re , que e a d is tancla vertical entre 0 plano de flutuacaopara a lmersao maxima perm itida e a interseceao da face superior docanvas com a superffcie exterior do casco, no plano transversal a m eionavio.

A s linhas de carga sao indicadas no cos tado a meio navio por m eio. de um a m arca denom inada mar ea d e Ptimsolt.(Plim soll foi urn membro do parlam ento ingles que promoveu aaorovacao d es s as r na rc as ).

11


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P R O A

cooves .N J 'Q_r~ 11 '!. r~ _ . _

. . . . .IA N

Figura 7. L inhas de carga: marcas de borda livre para navio comum

ADT_..AO-"_T

R v

N a figura aeim a tem as :

A D T agua doee tropicalA D agua doce T = tropicalV = veraoI = invernoIA N inverno no AtlanticaNorteLA sfmbolo d a s oc ie da declass ificadora

,Pelarconvencao internacional das linhas de carga, deve-se observaro s egu in te :a l Q navia deve ter uma reserva de flutuabilldade para res is tir aumaavar ia .b) A trlpulacao deve trabalhar no conves com razoavel ssquranca.c) 0 navio nao pode ser carregado de forma a reduzir a sua m ar-gem de sequranca,d) D sve-se impedir a entrada de agua do mar pelas aberturas doconves ou outras .Podemas usar a tabela de "deadweight" para obter a borda livrenos varies calados medics dados .

Ex . : U sando a tabela da fig. 4, qual a borda livre para ur n caladode 2,5m?- Entra-se com 0 ca lad o e les e d ireta men te 0 valor da borda livreem s ua s lin ha s c orre sp on de nte s.Resp. : a,38m .

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CALC ULO D O DESLOCAM ENTO EM FU NCAO DO VOLUM E D A .C ARENA E DA DENSIOAOE

o des locam ento ~ 0 peso do navio , que ~ igual ao peso do volum eda ~gu a des locada pela carena.o peso do vo lum e da agua des locada e igual ao vo lum e de carenavezes a dens idade do m eio flu tuante, ou seja:D = V.d o = deslocamentoonde V = volumed = densidadeO bs ervando es sa eq uac;ao, verificam os que 0 volum e de carena donavio varia de acordo com a dens idade do m eio flutu an te, e portanto , 0s eucalado tam bern varia . E ssa ~ a razao pela qual, quando 0 navio pas sa daagua doce para salgada, s eu calado dim inul, e da agua s alqada ' para doces eu calad o aumen ta .E sse aumento de calado e cham ado de perm is s iv idade, para aguadoce . Para fins de es tudo, a dens idade da agua salgada e 1,025 e 1, para aag ua d oce.

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PARTE IIESTABILlDAOE ESTATICA

POSICAo DO CENTRO DE GRAVIDADE DE UM PESOCENTRO DE GRAVIDADE 00 NAVIO

D as leis da m ecanlca ternos que:

{F = forca

onde m = mas saa = aceleracao

F = m .;

no nos so caso temas:p= m.g {p = fon;:a peso \onde '9 = a ce le re ca o d a g ra vid ad eA resu ltante de todos os pesos em urn corpo pas s a obrlqatorlarnen-te por s eu centro de grav idade.E rn urn navio, como nao poderia deixar de ser, a resultants de to-dos as pesos tern seu ponto de -apllcacao num ponto denorn inado cen frode g ravidade (notaeao GI, que sem pre atua na vertical e para baixo.

F igura 8. C entro de grav idade

1_ IlL'mDOlfI:A;A ORolVITAC IO fW . , ( l ,AAVI:WI (O J(P~SOJ __,..I

15


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D a mesma form a, a parte m ergulhada do navio, conhecida pelo no-m e de carena, recebe 0 efeito das forces de empuxo, concentradas emurn ponto de apllcacao denom inado ce ntr o de car ena (n ota c;lio B ) , q uesem pre atuam na vertica l e para cim a.

III I

fOII


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A posicao do centro de carena (6) ~ alterada quando alteramos aform a do volum e im erso,.ou do volum e decarena.O bservando as figuras 11 e 12, verifi.cam os que 0 centro de carenaB mudou a sua pos icao quando variamos 0 calado da embarcecao eq ua nd o o co rra in clin ao ao .I

- I!_B,.-B2IIFigura 11 . M ovimento do centro de carena causado pela varlacso decalado .

,B__ !.B\l -:uMOVli~o....VI05(~,IFigura 12. M ovim ento do centro de carena causado por in91inayao

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Estabi l idade e a propriedade que urn navio tern de retornar a post-cao inicial de equilfbrio , ap6s -ter s ido inclinado por um a torea externa.C om o foi explicado anteriorm ente, quando 0 nav io a de rn a, 0 cen-tro de earena (B ) rnovlrnenta-se para 0 bordo em que 0 nav io a de rnou.A s duas forces contlnuarn atuando: a forca de gravidade, aplieada em G, atuando de cim a para baixo; a torca de empuxo, aplicada em B , atuando de baixo para eim a.Fica formada um binario, cujo brsco de alavanca, ou seja, a m anordis tancia entre as duas forcas , e GZ (fig ura 13). A ess e brace da-se 0 no-m e particular de brsco de estebilidede.

I; IFigura 13. B race de es tabilidade GZ

A "es tabi!idade depende do comprimento de GZ, e ao efeito daforca do empuxo aplicada no brace de alavanea GZ denom ina-se mo-menta de estebilidede, que e e xp res so p ela e qu ac ao :D .GZ

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PARTE IIICURVAS DE ESTABILIDADE ESTATICA

S e um navio, devido a urn motive qua lquer, aderna para B E, porexem plo , B sai de sua pos it;:ao na m esm a vertica l de G e vai para 0 bordo~. da banda , criando urn binarlo res taurador. C ontinuando a adernar, osvalores de GZ vao crescendo ate chegar a urn ponto maximo, a pa rtir doqual vao dim inuindo a te tornar-s e igual a zero , quando dizemos que fo ia lcam;:ado 0 l im i te d e e s ta b ili da d e.Is to pode ser demons trado graficam ente. No gratico da figura 14 ,podemos ver os valores as sum idos pelos GZ, para os d iversos angulosde inc li na c ao .

1.5 . f I : G -1-"1no .. ~I' !IOh.~- 4O ~I .II I.I

30' 7$' 90

Figura 14. C urva de es tab ilidade es ta tica para des locam ento de2 40 to ne la da sE sta curva descrita na figura 14 e con hecida com o c ur va d e e st ab i-lidade eststice.C omo a variacso do centro de carena (B ) ocorre com a variacao docalado, ou do des locam ento, para cada valor de calado ou des locam entop ara u rn n avio, terem os diferentes curvas de es tabilidade. (V e r f.ig ura 15).

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J l li G . I , '' '' 'o .u~n lo"' )OO 1oM'.o.n

Figura 15. C urva de es tabilidade es tatica para des locam ento de5 00 to ne la da s

Na pratica, nao sao de -interes se os angulos de inclinacao m aioresdo que 40, porque exis te a probabilidade da agua do mar invadir 0conves .

//Figura 16. Navio adernado com grande angulo

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I.I..I loWS fUV.\DO - -G Z... (I fUV.\DO ) ___I P fW E IA A P OS IC 4Q CJ Z: 2... a R E & u ! t . o oo _ _ B, . aloWS~ G

~

Figura 17. Helacao entre a altura do centro de gravidade eo bracede adricarnento \Como podemos verificar atraves da figura acima, 0 GZ aumentaquando a sua posicao e abaixada, ou seja, conforme baixamos 0 centrode gravidade (G).Sabemos que, aumentando 0GZ (braco de estabilidade), aumenta-mos a nossa estabilidade; no entanto, nao podemos baixar muito 0 cen-tro de gravidade (G), porque poderfarnos reduzir muito a nossa borda

livre, reduzindo, assim, a nossa estabilidade.,

Figura 18. Efeito sobre a estabilidade da borda-livre reduzida21


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A IMO (0 rgan izacao Madt ima Internaciona I), pa ra fins de segu ran-< ;8, deterrnl na val a res m (nimas dos braces de es ta b iiida de (GZ) pa raangulos de inclinacao correspondentes, que devem ser respeitados pelosgovernos.

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PARTE IVESTABILIDADE INIGIAL

E urn procedirnento comum descrever a es tabilidade de uma em-barcacao pels sua resposta a incl inacso d e p eq ueno s anqulos (ate aproxi-madamente 70 a 100). S e 0 mov.imento de balance da ernbarcacao emulto lento, dizemos 'que a ernbarcaeao es ta com pouca es tabilldade,como veremos a seguir.

, V ejamos , agora, os pont os notaveis da es tab il idade . J a conhecemos2: 0 centro de gravidade (G) e 0 centro de carena \B).

,~

Figura 19. E rnbarcacao adernada com urn pequeno a ngu I0

o centro de carena, ao adernar 0 navio, descreve uma curva,B B '. 0 centro dessa curva, descrita pelas pos icoes sucess ivas do centrode c are na , c ham a-sa me t ece n tr o, quee represent ado pela te tra M .

A distancia vertical entre 0 centro de gravidade e 0 rnetacentrotern a nome de a lt ur a me t ec en t rie s, rspresentada pe la s le tra s GM .Urn navio possui sstabilidade quando G Z e GM fo rem po sitiv as .Nos pequenos angu los , a dista neia G M varia na mesma e ex ata proper-

9 1 3 0 qu e G Z .23


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V A l () RE I HI!! lA TIV'05 OI! o .zcc.wt: lO a UTA At.....OI! IIfOIl ""! lAT1 ' \ 'Oj

IIFigura 20. Relac;:ao entre a altura metacentrlce e 0 brace de

adricamsntoas valores de GM sao uma in dicac ao u til d a e stab ilid ad e do navio.Para GM > 0 temos urn equilfbrio estavel.

I. ,

Figura 21. GM > 0: equilfbrlo estavel24


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ParaGlvl = 0 temos equi[(brio indiferente (au neutro]. 0 navio f i-cara adernado em quatquer POS iC ; 8Q da faixa de estabiiidade inlclal,

Figura 22. GM = 0: equil (brio indiferente (au neutral.Para GM < 0 tern os equihorlo lnstavel

Figura 23. A ltura m etacentr ica negativa25


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N es ta condlcs o de equilfbria instavel (figura 23), se a dls tancia GMfor pequena, a navio pede adernar para um bordo qualquer, e encontraruma pos lcso de squilfbrio indiferente, au es tavel. S e a GM for grande, 0navio continuara a adernar ate em borcer.C omo dis semos no irucio, podemos verificar a es tabilidade de umaembarcscao at raves do seu comportamento em relacao aos balances.Navios com GM pequeno, t e m GZ pequenos , que ocas ionam balanceslentos . Navios com GM grande, tem G Z grande, ocasionando balancos reVpidos.

M

$E0 (B.ll


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e o . . .. ." '". . .-

~tN-t. del ~e adfrIII cSt:0u1~ 1Ool{"""''J 'e tJ0.5 1.0 1.~ 2.0 2.S 13.0- :U 4.0 4.~

~.! I--UIho~e.,~ II~.I

L \- i-.e I ' - - . . . . . . . . . . . j - . . . . ._f- N.~,t.vo r--o .

.- -Figura 25. C urva de m etacentros transvers ais

Exemplos: determinar 0 KM para urn calado de 1,5m.Resp.: 2,85mo calculo da GM e obtido atraves da aquacso: GM =KM - KG.o KG da equacao e fo rn ecid o o u ca lc ula do.

Fiqura 2 6 M ~l000 de C< l IC IJ loI s a l tu ra me laoon l ri ea

,- ,

G il " 81 t u {a ....acent ricaKH . a 1t u r a do "'eta".n -

tro ell" uh,:iio "iquilha

KG ltura do "ent~o de...t """" '=0 . . . ..-'I )AOSlAT lCAS ,,0000COA.$.VMtA , c o w . 0 C A L A . D O

g r a v i d a d e e l l " r e l a -~io i. qu iLh a ,

Figura 26. M etodo de calculo da altura m stacentrica27


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GM =altura rnetacenticaKM :: altura do me ta ce ntr oem re~acao a quilhaKG = altura do centro degravidade em relacao

a quHha ..E xem plo: utillzando a curva de m etacentros transversa ls dada, cal-

cular a GM para urn calado de l,4m e um KG de 2,Om.Resp.: KM =3,Om GM = 3,0 - 2,0 GM = 1,0A GM tambern pade ser verificada, experimental mente, par duasexperienclas em agua-s tranqui las:1 - movendo pesos transversalmente no convss, de modo a incli-. naro navio, e anotando-se 0 angulo de lncrinacao.

Figura 27. Principia da experiencia de inclinacaoA GM e retirada da s e qu in te equ ac ao

PxdTg8 = DxGM

ande:T g9 = tanqente do anqulo de inclina~aoP =: peso rernovi do

28


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o = dsslocamentoGM =a lt ur a me ta cen tr ic ad =d is ta ncia d a rern oca o2 - Fazendo-se 0 navio balancar e anotando-se 0 tempo qasto no

perC odo de balance de urn extreme a outro.CJII.&O_O_TOT~[II~

DL-..EXmao:I HH~l


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PARTE V

MOVIMENTO DO CENTRO DE GRAVIDADE

Dentre as informacoes de estabilidade fornecida ao navio, temos aaltura do centro de gravidade acima da quilha (KG) para condlcoes tfpi-cas de carregamento, a saber:- navio em lastro na partida, sem carga- navio em lastro na chegada, sem carga- todas as condlcoes de servico, na partida, totalmente carregado- todas as condicoes de service. na chegada, totalmente carregado(inclulndo carga de canvas, se apropriado).Para outras condlcoes de carregamento, 0KG tern de ser calculado.o centro de gravidade (G) do navlo se move quando movimenta-mas, embarcamos au desembarcamos pesos no navio.

o centro de gravidade do navio movimenta-se no mesmo sentidodo centro de gravidade dos pesos embarcados.

Figura 29. Movimento do centro de gravidade ao se acrescentar urn peso

o centro de gravidade movimenta-se no sentido oposto ao do cen-tro de gravidade dos pesos desembarcados.31


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C a e move n a di r e ~.oe .entido OPO,to .0 do pe,o r e movido .

, .. .:. . . . . . . . . -- .....\

Figura 30. Movimento do centro de gravidade ao se remover um peso

o centro de gravidade movimenta-se paralelamente ao movimentode pesos existentes a bordo. (Ver figuras 31 e 32).

~ _ . t ~ _ ., ~ ,. .o B E WOV l V l II 11 C AUo IE fl T E"'-AA~l8TOt.P~AOI IO'noIEN' IO D O P ES OE X lS T H T A I I O f O I l O

Figura 31. Movimento do centro de gravidaae ao se mover um pesoverticalmente

32


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GSEIoIOVEP~!lTE'0 I 0I 0''' '''' . .. . 0 D O P ES OE X' ST EN T E D O AO O .G.'

MO V O I lE I fT O D O P E S OE~ISTfIfTE 8ON>O

F igura 32. M ovim en to do centro de gravidade ao s e mover um pesoQ uan do n eces sario , 0 catculo do movim ento do centro de gravi-dade, quando pesos s ao em barcados ou des ernbarcados , ~ feito atraves

d a s eg u in te equacao:P es o em barcad o o u d es em barcad o x dis tancia do peso ao G

novo des locam ento do navloo movim ento do G quando s ao movim entados pesos a bordo, ecalculado atraves da equaejio:

P es o m o vid o x dis tancia em q ue a peso foi m ovido-des locam en to d o navio

EXERC r C IO S- D e term inar 0 movim en to do centro de grav idade, quando umpeso de lOOt m ovido trans vers alm ente na dis tancia de 5m , sabendo -s eque 0 des locam ento do navio e d e 5 .0 00 t.100x5

5000 =O,lmR esp.: 0 ,1 m- E m um navio com KG = 7,Om e 9.500 t de des locam ento, ~em barcado urn peso de 500t com centro de grav idade a 5,Om em rela-~ao a q u ilh a. D e te rm in ar 0m ov im ento do cen tro de gravidade.

500x2---=O,lm10000Resp . : O,lm

33


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PARTE VI

ANG ULO DE B ANDA PERM ANENTEComo vimos na parte IV, quando estudamos as condlcoes de equl-Ifbrio indiferente au estavel, verificamos que, se 0 "G" elevar-sedema-siadamente, 0 "GZ" torna-se negativo e 0 navio pode nao permaneceradricado,

Figura 33. Efeito causado pela elevacaodemasiada do centrode gravidadeQuando 0 "GZ" for negativo, 0 navio podera adernar para urn bor-do ou outro e ate emborcar, au, alternativamente, flcar estavel com urncerto angulo de inclinacao (banda). Esse angulo e conhecldo comoangulo de banda permanente. (Ver figura 34).

G _-

Figura 34. Angulo de banda permanente35


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Quando 0 navio atinge ur n angulo de banda permanente, a suaestabilidade se torna potencial mente perigosa, po is 0 navio tendera aemborcar facilmente sob a 8C ; 8 0 de forces externas, tais como ac;ao devagas au vento. Essa banda permanente pode ser demonstrada grafica-mente, assumindo valores para as "GZ", em diversos angulos de incll-nacso,

.y...,...Of ~ .........-- V.IprMp(IlIi".....lQ.Z;:. . . . . . . . . . . . . . . . .~....wMaot rM.II ld41

I.op.oo ..... _

Figura 35. Curva de estabilidade estatica com KG excess iva

36


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PARTE VIIMOVIMENTO DE G CAUSADO PELA ELEVACAO DE PESOSQuando uma carga e icada atraves de urn pau-de-carga ou guindaste

do navio, a dlstancia KG e aumentada no Instante em que a carga e i9ada(depols da perda de contato com a plso do porao) como verificamos na figura36. Esta distancia perrnanecera rnalor ate 0peso ser recolocado no ponto deorigem.

F ig ura 36 - A lte ra ya o d o c en tro d e g ra vida -, ,d e em re la od o a r no vl rn ent a, yi lo de u rn peso .

G ItG' KG < KG,K

P O N TO DE S U S PE I


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o KG e aumentado exatam ente do mesmo valor como se a cargatives se s id o tran sferida para 0 po nto d e lca rn en to .S e a ponto de icam entoe m ovim entado horizontalmente, 0 cen-tro de gravidade do navio tarnbern m ovim enta-se horizontal m ente.F igu ra 37. M ovim ento do centro de gravidade ao s e mover 0 ponto desuspensao de u m peso

POHlO DE SUSPEH$AO SEM O V JM E N T A T RA H SV E RS Al M EH T E

. . . - -- - . . .~ - ~ - - - - . _ ~ - - ~ ~ - - ~ ..\\\,,\\\\\,,

. . . . G MOVNENTASET R AN S V E R S AL M E N T E

NA V lO A DE AN A

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De rnesrna forma, se 0 ponto de lcarnento e elevado au baixadccentro de gravidade do navio tarnbsm e elevado au balxado.

PONTO DE SUSPENSA.O MOVIMENTAS'VERTICAl E T R A N S v E R S A l J r, II E N T E

. .~~ . . . . . . . ....... J,,,,III,

III,,I

G M OV IM E N T A - S EMAIS DE TRAvtSE P A RA B AIX O

H AV lO A OE R N A AINO A a M lS

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PARTE VIIIMOVIMENTO DE G CAUSADO PELA PRESENCA DE LfaUIDOS:

EFEITO DA SUPERFICIE LIVRES e um tan que de um navio es ta totalm ente cheio , s eu efeito s abreo centro de gravidade do navio ~ a mesmo de um s61ido com 0mesmopeso .

G , I G AEBAO)( 'o ' () ( )

Figura 38. M ovim ento do centro de gravidade causado por urn tanquecornpletam ente cheio de ltquldoS e urn tanque Possuir urna superffcie livre ou espaco vazio, a dis -tancla K G ~ aurnentada de urn valor s ignificativo .

G EFTlV . .. .. f'fTE ER(l~POSSlvt.lJoIf!fl1; 1'OfI""'"O I JA H T IOA D i S I GI < lF lOA T I" A

G .t

Figura 39. M ovirnento aparente do centro de gravidade caus aco por urntanqueparclalm ente cheio de H quido41


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O aU rl'lento do K G e afetado , principalm ente, pela boca do tanquecom superffcie livre, e por es sa razao os tanques dos navios sao cons -trufdos com compartim entos capazes de reduzir a boca da superffcleliv re: s ao ca mp artim en to s s ub div id id os .

,-- !I ,-=--- Q."-~..L.llolil[Jrn'ttl.l!l.H'I((Ll' l 'At1iOIoI :AS ~loIIt: uo ! . . . . . . .. .G QuAAU f >A Jl U [W ~ I! "" R, A. (; O&u'O I"~E J iOAOf .Sl .,,"\",..0000

"H U.fI'iIo.fV, ($T.uQ.;II

Figura 40. Subdivlsao d os ta nq ue sD U rante urna v iagem , as superffcies livres padem ser rnan tidas emvalores m fnirnos , m as , para iS 50, d evem ser tornados cuidados , com o:- es tar com os tanques , s emprs que pos s lvel, tota lm ente cheios ouvazias ;- m anter as safdas de agua, as portinholas , os embornais , etc.: li-vres ou desobs tru Idos :- es tar com os poroes esgatados ;- ter urn numero m fnimo de tanques de service diariam ente em

uso,SoAOU O(UA~ PORt~5_ ( IoI 8( If IXAL$, nc:..VV 1L ! S l tit SO&l rA.Vcos

....0"t SGOT .A .D

HLwl'OwIIflIroIOD!TJJoIOU(S O SfMI;CD4RU.J . 1: ,N1' ( 01 usc

ClH)[ PO!.S!'I'D. TAHOJE : So(-KtIO,oov~!i

Figura 41, M aneiras pra ticas de reduzir efeito de superffcie livre42


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PARTE IXALTERAQAO DA ESTABILIDADE DURANTE A VIAGEMD urante a viagem , o navio sofre varlacbes em sua es tabllidade, de-vida ao consume de agua, provisoes , au 61eo, que ocas ionam a mudan-

(fa da cota do metacentro, e princlpalmente a rnudanca do centro degravidade, que ocas iona uma nova altura rnetacentrlca , como podemosverifica r n a fig ura a baixe.

M

~ - - - - - ~ - - - - _ . ~ I ~ K _"'\I I :M U MA R ED UC .l.O D E C A . I . A D O 00f (jE """ 'E NT E ~""'E NT ~ 11M . A C R I I o c A o OI l A E M O C A o D E S u-P E'" le'E S U VR E S E F ElI v A J. U'. NTE fR GU ER .! O Il A E IW "-" IA G -Figura 42. E feito sabre a es tabilidade do consume normal durante umaviagem

43


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PARTE XTRIM OU COMPASSO

Trim ou compasso e a difererica entre 0 calado a r e e 0 calado avante." 'E T A D E 0 0 C O Io IP R NE ~o I "ERPNOIClU.RIAIoIEOH.o.V IO)

--_._-_. _.L-1 F t . .

Figura 43. Trim

Quando 0 calado a re e maior que 0 calado a vante 0 compasso epositive e diz-se que 0 navio esta "derrabado" ou "apopado". Quandoo calado a vante e maior que 0 calado are, 0compasso e negativo e dlz-se que 0 navio esta "embicado" ou "afocinhado".o compasso varia quando movimentamos pesos longitudinalmente,quando embarcamos ou desembarcamos peso, etc. A diterenca entredois compassos sucessivos e denominada variar;aode compesso.o . o D I t S C l o i O O! ... I'!! s o . o . l . I O E H T ' " 0

,CMNXI _010 E SE f O R ' " VAHT"E011. . 1 1 De I o I I iOO - . . . . VIOTNatIoo IIl.OoI0,_ " '1oIOVME~N;:Ao D!: P E SO S P A AA A vAIfTEA UI


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T odo a peso embarcado, desembarcado ou movim entado a bordono sentido longitudinal gera uma variacao de calado. E s sa varlacao decalado a gerada por um momento conhecido como M omento T rimadorde C ompasso (M TC ), que e 0 produto do peso embarcado au desembar-cado pela distancla a vante ou a re do m eio-navio; ou para pesos j a exis-tentes a bordo, como 0 produto do peso movim entado pela dis tanciapercorrida para vante au para re ,

D IS TA HC I4 ~ p~RnpOEU[1O--tt;'Vl0

Figura 45. M omento de trim

o m om ento necessaria para variar 0 Trim 1em , representado porM TC nas tabelas de "deadweight" e eurvas hidrostatlcas, e utilizado abordo para fins de calculo de variacao d e c ompas s o.Nes se es tudo, faremos todos os calculos como para navios peque-nos , onde a centro de flutuayao ou 0 centro da T rimagem pos sa ser to-rnado com o a m eio-navio.A v ariay ao d o comp as so e d ad a p ela s eg uin te equacso:P x dV T = - M T C

onde V T = varlacao tota l de com pas so, em centfm etrosP = peso, em toneladas m etricasd = distanciaMTC = m om ento para alterar 0 eompasso em 1em .E adotada a s eguinte convencso:

{peso em bareado: pos itivo (+ )

P= peso desem barcado: negativo (-)46


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{dis tancia (m ovim ento para vante): negativo (-)d= dls tancia (m ovim ento para re): pos itive (+ )

. [variacao do compasso pos itiva (+): aumenta a calado AR ediminui a calado AVVT=, variacao do com pas so negativa (-): d im inui a calado A R eaumenta a calado AVo calculo do novo calado em funC ao do embarque, desembarqueou rernocao de peso no sentido longitudinal e feito da seguinte m aneira:1 - com os cal ados a vante e a r e deterrnina-s e a calado m sdio:2 - com 0 calado rnedlo entra-ss no plano de curvas hldrostaticasau es ea!a de porte e obtern-se a valor do MTC ;3 - calcula-s e a variaceo de compas so usando a equacao:

PxdVT=- M TC4 - calcula-s e os novos calados , us ando a equacso:

onde VT= v aria C ao d e c om pa ss oT 2 = compasso depois da verlacaoT 1 =compasso antes da varlacaoA principal finalidade do calculo do T rim e evitar um efeito preju-dicial na es tabilidade do navio e ter nocso de toda es tabilidade longi-tudinal do navio .E xem plo: us ando a tabela de "deadweight" (figura 4) determ ine a

variacao de compas so quando um peso de 2,0toneladas e m ovido lon-gitudinalmente 7 metros para re em urn calado de 1,2m. =220tR esp .: E ntrando-s e na tabela obtem os M TC =7

2,Ox7VT= -- =207 ' VT= 2,Ocm

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PARTE XIESFORCOS ESTRUTURAIS

Todo navio e solicitado em cada ponto pelo excesso do peso aupelo excesso de ernpuxo, e pode haver em uma grande extensso no sen-tido do comprimento, urn desequil (brio entre a peso do navlo e 0 em-puxo da agua deslocada. Esses esforcos de flexao no senti do do cornpri-mento tendem a estabelecer, no casco, deforrnacoes chamadas alquebra-mento e tosamento ou contra-alquebrarnento,

- --------

----- -----

Figura 46. Alquebramento e contra-alquebramento

Quando estlio sob efeito do alquebramento, as chapas do fundo fi-cam comprimidas e as chapas do conves tracionadas.Quando estao sob efeito do tosamento, ou contra-alquebrarnento,as chapas do fundo ficam tensionadas, e as chapas do canvas compri-midas.49


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S C ..... AS 00 fUIIDO 'lCMI ca.oPA..,lDAS 00 .... 0 0 0 vIC e . .. OUEllAAooAS Cl


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Por isso e que se deve ter atencso com a carregamento, quandoalguns compartimentos estao cheios e outros vazios, pois a cornbinacaodo carregamento desigual com a Iorca de empuxo pode causar forcesexcesslvas,

- - - -EST" Fa",,'" DE EJ,Ipuxo .....o ESTA EOUU8AAOA fa,.. CARO . . .

For; i e e ~puxo mode r a da me n t e n i ve lad8.

Figura 49. Forcas desequilibradas no fundo de um compartimento vazia

Os estorcos longitudinais podem ser crrtlcos, devido a uma possr-vel rna dlstrlbulcao de pesos no sentido longitudinal; devido ao mau es-tado do mar, ou, acidentalmente, por estar 0 navio parcialmente prasepor encalhe.

o

c !IFigura 50. Esfon;:os sobre 0 casco num cavado de anda

- - . . . - E

A CFigura 51. Esforcos sabre 0 casco numa crista de onda

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estabilidade básica

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