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Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte I
1
I. INTRODUÇÃO (1ª parte)
Nomenclatura. Termos Náuticos
(Referência: Maurílio M. Fonseca - “Arte Naval”)
NBR – 8035 – ABNT – TB-228/1989 – Arquitetura Naval
Do Navio, em geral
Embarcação e Navio: Embarcação (vessel) é uma construção feita de aço, madeira, plástico, ou
da combinação desses e outros materiais, que flutua e é destinada a transportar pela água pessoas
ou coisas, ou ainda, a extrair, armazenar e transportar produtos retirados das águas ou do solo
submarino.
Barco (boat) tem o mesmo significado, mas usa-se para embarcações de menor porte,
pilotadas por marítimo de nível médio. Navio, nau, nave, (ship) designam em geral, as
embarcações de grande porte, comandadas por marítimo de nível superior.
Casco: (hull) É o corpo do navio sem mastreação, ou aparelhos acessórios, ou qualquer outro
arranjo. A principal característica de sua forma é ter um plano de simetria (plano diametral) que
passa pelo eixo da quilha.
Da forma adequada do casco dependem as qualidades náuticas do navio: resistência
mínima à propulsão, mobilidade e estabilidade.
boreste
AR
bochecha
alheta
Obras Vivas AV
bombordo
calado AV
calado AR
pontal
boca
proa
tombadilho
castelo
comprimento
popa
linha d’água
convés borda livre
superestrutura
Fig. 1 – Nomenclatura do Navio
Plano Diametral
Obras Mortas
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte I
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Proa: (bow) É a parte anterior do navio no sentido de sua marcha normal. Tem a forma exterior
adequada para mais facilmente fender o mar.
Popa: (stern) É a parte posterior do navio. Tem a forma exterior adequada para facilitar a
passagem dos filetes líquidos que vão encher o vazio produzido pelo navio em seu movimento, a
fim de tornar mais eficiente a ação do leme e do hélice.
Bordos: (board) São as duas partes simétricas em que o casco é dividido pelo plano diametral.
Boreste (BE) é a parte à direita e bombordo (BB) é a parte à esquerda, supondo-se o observador
situado no plano diametral e olhando para a proa. Em Portugal se diz estibordo, em vez de boreste.
Em inglês: BE – Starboard; BB – Port.
Meia-nau: (midship) Parte do casco compreendida entre a proa e a popa.
Bico de proa, roda de proa, talhamar (stem): Parte externa da proa de um navio.
A vante e a ré: Diz-se que qualquer coisa é de vante (forward, ahead) ou está a vante (AV),
quando está na proa, e que é de ré (aft) ou está a ré (AR), quando está na popa. Se um objeto está
mais para a proa que outro, diz-se por ante-a-vante dele; se estiver mais para a popa, diz-se por
ante-a-ré.
Obras vivas e carena: Parte do casco abaixo do plano de flutuação em plena carga, isto é, a parte
que fica total ou quase totalmente imersa. Carena é um termo empregado muitas vezes em lugar
de obras “vivas” (parte que atingida e destruída, pode “matar” o navio), mas significa com mais
propriedade o invólucro do casco nas obras vivas.
Obras mortas: Parte do casco que fica acima do plano de flutuação em plena carga e que está
sempre emersa.
Costado: Invólucro do casco acima da linha d’água. Em arquitetura naval, durante a construção do
navio, quando ainda não está traçada a linha d’água, costado é o revestimento do casco acima do
bojo.
Bojo: Parte da carena, formada pelo contorno de transição entre a sua parte quase horizontal, ou
fundo do navio, e sua parte quase vertical.
Fundo do navio: Parte inferior do casco, desde a quilha até o bojo.
Forro exterior: Revestimento exterior do casco de um navio, no costado e na carena, constituído
por chapas ou tabuas.
Forro interior do fundo: Revestimento interior do fundo do navio, constituindo o teto do duplo-
fundo.
Bochechas: Partes curvas do costado de um e de outro bordo, junto à roda de proa.
Amura: O mesmo que bochecha. Amura é também uma direção qualquer entre a proa e o través
(direção normal ao plano longitudinal do navio).
Borda: É o limite superior do costado, que pode terminar no na altura do convés (se recebe
balaustrada) ou elevar-se um pouco mais, constituindo a borda-falsa.
Borda-falsa: Parapeito do navio no convés, de chapas mais leves que as outras chapas do costado.
Tem por fim proteger o pessoal e o material que estiverem no convés, evitando que caiam ao mar.
Na borda-falsa há sempre saídas d’água retangulares cujas portinholas se abrem somente de
dentro para fora a fim de permitir a saída das grandes massas d’água que podem cair no convés em
mar grosso.
Alhetas: Partes curvas do costado, de um ou de outro bordo junto à popa.
Painel de popa ou somente painel: Parte do costado do navio na popa, entre as alhetas.
Resbordo: A primeira fiada de chapas (ou de tábuas, nos navios de madeira) do forro exterior do
fundo, de um e de outro lado da quilha.
Costura: Interstício entre duas chapas ou entre duas tábuas contíguas de um chapeamento ou de
um tabuado, respectivamente.
Superestrutura: Construção feita sobre o convés principal, estendendo-se ou não de um a outro
bordo e cuja cobertura é, em geral, ainda um convés.
Castelo de Proa, ou simplesmente, castelo: Superestrutura na parte extrema da proa,
acompanhada de elevação da borda.
Tombadilho: Superestrutura na parte extrema da popa, acompanhada de elevação da borda.
Superestrutura central: Superestrutura a meia-nau.
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte I
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Poço: Espaço entre o castelo, ou o tombadilho, e a superestrutura central, num navio mercante;
este espaço é limitado inferiormente pelo convés principal, e lateralmente pelas amuradas e pelas
anteparas frontais do castelo, ou do tombadilho, e as da superestrutura central.
Peças principais da estrutura dos cascos metálicos.
Ossada e chapeamento: A estrutura do casco dos navios consta da ossada, ou esqueleto, e do
forro exterior (chapeamento, nos navios metálicos, ou tabuado, nos navios de madeira).
As diferentes peças da estrutura do casco devem resistir aos esforços a que são submetidos
os navios (especialmente por flexão e torção como uma viga, e por pressão no forro exterior), os
quais são exercidos na direção longitudinal, na direção transversal, ou são esforços locais. Diremos
então que a ossada é constituída por uma combinação de dois sistemas de vigas, as vigas
longitudinais e as vigas transversais, além dos reforços locais.
A continuidade das peças de estrutura, e particularmente das vigas longitudinais, é uma das
principais considerações em qualquer projeto do navio. Assim, uma peça longitudinal para ser
considerada uma viga da estrutura deve ser contínua num comprimento considerável do navio.
Fig. 2 – Estrutura dos Cascos Metálicos
braçola da escotilha sicorda antepara de colisão
chapeamento do convés
cavernas
vau
pé de galinha
longarina
longarinas
boeiro
teto do
duplo-fundo
quilha
resbordos
hastilha bojo longarinas
cavernas
forro exterior
bochecha de BB
trincaniz
castelo
bico de proa
borboleta
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte I
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Vigas e chapas longitudinais: Contribuem, juntamente com o chapeamento exterior do casco e o
chapeamento do convés resistente para a resistência aos esforços longitudinais, que se exercem
quando, por exemplo, passa o cavado ou a crista de uma vaga pelo meio do navio; são as
seguintes:
(a) Quilha: (keel) Peça disposta em todo o comprimento do casco no plano diametral e na parte
mais baixa do navio; constitui a “espinha dorsal” e é a parte mais importante do navio, qualquer
que seja o seu tipo; nas docagens e nos encalhes, por exemplo, é a quilha que suporta os maiores
esforços.
(b) Sobrequilha: Peça semelhante à quilha assentada sobre as cavernas.
(c) Longarinas, ou Longitudinais: (longitudinals) Peças colocadas de proa a popa, na parte
interna das cavernas, ligando- as entre si.
(d) Trincaniz: (shear strake) Fiada de chapas mais próximas aos costados, em cada pavimento,
usualmente de maior espessura que as demais, ligando os vaus entre si e às cavernas.
(e) Sicordas: Peças colocadas de proa a popa num convés ou numa coberta, ligando os vaus entre
si.
Vigas e chapas transversais: Além de darem a forma exterior do casco, resistem, juntamente com
as anteparas estruturais, à tendência a deformação do casco por ação dos esforços transversais; são
as seguintes:
(a) Cavernas (transverse frames) Peças curvas que se fixam na quilha em direção
perpendicular a ela e que servem para dar forma ao casco e sustentar o chapeamento exterior.
Gigante é uma caverna reforçada. Caverna mestra é a caverna situada na seção mestra. Cavername
é o conjunto das cavernas no casco. O intervalo entre duas cavernas contíguas, medidas de centro a
centro, chama-se espaçamento. Os braços das cavernas acima do bojo chamam-se balizas.
(b) Vaus: Vigas colocadas de BE a BB em cada caverna, servindo para sustentar os
chapeamentos dos conveses e das cobertas, e também para atracar entre si as balizas das cavernas;
os vaus tomam o nome do pavimento que sustentam.
(c) Hastilhas: Chapas colocadas verticalmente no fundo do navio, em cada caverna,
aumentando a altura destas na parte que se estende da quilha ao bojo.
Reforços Locais – Completam a estrutura, fazendo a ligação entre as demais peças ou servem de
reforço a uma parte do casco.
(a) Roda de proa, ou simplesmente roda - Peça robusta que, em prolongamento da quilha, na
direção vertical ou quase vertical, forma o extremo do navio a avante. Faz-se nela um rebaixo
chamado alefriz, no qual é cravado o topo do chapeamento exterior. Nos navios de madeira, há
também alefriz de quilha, para fixação das tábuas do resbordo.
(b) Cadaste - Peça semelhante à roda de proa, constituindo o extremo do navio a ré; possui
também alefriz. Nos navios de um só hélice, há cadastre exterior e cadastre inferior.
(c) Pés de carneiro (stanchion) – Colunas suportando os vaus para aumentar a rigidez da
estrutura, quando o espaço entre as anteparas estruturais é grande, ou para distribuir um esforço
local por uma extensão maior do casco. Os pés de carneiro tomam o nome da coberta em que
assentam.
(d) Borboletas ou esquadros – Pedaços de chapa, em forma de esquadro, que servem para
ligação de dois perfis, duas peças quaisquer, ou duas superfícies que fazem ângulo entre si, a fim
de manter invariável este ângulo. As borboletas tomam o nome do local que ocupam.
Chapeamento (plating) – Constitui o conjunto de chapas que compõem um revestimento ou uma
subdivisão qualquer do casco dos navios metálicos. As chapas dispostas na mesma fileira de
chapeamento constituem uma fiada de chapas.
(a) Chapeamento exterior do casco – Sua função principal é constituir um revestimento
externo impermeável à água, mas é também uma parte importante da estrutura, contribuindo para
a resistência do casco aos esforços longitudinais. As fiadas mais importantes do chapeamento
exterior são: a da cinta, a do bojo e a dos resbordo.
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte I
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(b) Chapeamento do convés e das cobertas – Dividem o espaço interior do casco em certo
número de pavimentos, permitindo a utilização adequada desses espaços. Além disto, eles também
contribuem para a estrutura resistente do navio no sentido longitudinal; o pavimento resistente é o
mais importante pavimento sob este aspecto, se bem que as cobertas também contribuem, em
menor extensão, para a resistência longitudinal do casco.
(c) Anteparas (bulkheads) – São as separações verticais que subdividem em compartimentos o
espaço interno do casco, em cada pavimento. As anteparas concorrem também para manter a
forma e aumentar a resistência do casco. Nos navios de aço, as anteparas, particularmente as
transversais, constituem um meio eficiente de proteção em caso de veio d’água; para isto elas
recebem reforços, são tornadas impermeáveis as águas, e chamam-se anteparas estanques. Sob o
ponto de vista da estrutura resistente do casco, as que fazem parte do sistema encouraçado de
proteção, são chamadas anteparas protegidas, ou anteparas encouraçadas. Conforme a sua posição,
as anteparas podem tomar os seguintes nomes:
1- Antepara de colisão AV, ou somente, Antepara de colisão.
È a primeira antepara transversal estanque, a contar de avante; é destinada a limitar a entrada
d’água em caso de abalroamento de proa, que é o acidente mais provável. Por analogia, a primeira
antepara transversal estanque a partir de ré é chamada antepara de colisão AR.
2- Antepara transversal – Antepara contida num plano transversal do casco, estendendo-se ou não
de um a outro bordo. As anteparas transversais principais são anteparas estruturais, estanques, e
são contínuas de um bordo a outro desde o fundo do casco até o convés de compartimentagem.
A primeira função das anteparas transversais principais é dividir o navio em uma série de
compartimentos estanques, de modo que a ruptura do casco não cause a perda imediata do navio.
3- Antepara Frontal – Antepara transversal que limita a parte de ré do castelo, a parte de avante
do tombadilho, ou a parte estrema de uma superestrutura.
4- Antepara diametral – Antepara situada no plano diametral, isto é, no plano vertical longitudinal
que passa pela quilha.
5- Antepara longitudinal, ou Antepara lateral – Antepara dirigida num plano vertical longitudinal
que não seja o plano diametral.
6- Antepara Parcial – Antepara que se estende apenas em uma parte de um compartimento ou
tanque; serve como reforço da estrutura.
7- Anteparada de Bucha - Antepara AR onde fica situada a bucha interna do eixo do hélice.
Fig.3 – Conveses, cobertas, plataformas. Subdivisão do casco
Praça de Máquinas
Porão 1
Porão 2
Porão 3
Porão 4
Porão 5
Túnel do Eixo
Paiol da Amarra
Passadiço
Tijupá
Pau de Carga
Tanque de Colisão AV
Duplo-Fundo
Escotilha
Convés
Principal
Antepara Estanque
Tanque de Colisão AV
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte I
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Subdivisão do casco. Conveses (decks), cobertas, plataformas e espaços entre conveses.
Divisão do casco – No sentido da altura, o casco de um navio é dividido em certo número de
pavimentos que tomam os seguintes nomes:
(a) O primeiro pavimento contínuo de proa a popa, contando de cima para baixo, que é
descoberto em todo ou em parte, toma o nome de convés principal;
(b) A palavra convés, sem outra referência, designa, de modo geral, o convés principal; na
linguagem de bordo indica a parte do convés principal que é descoberta, ou coberta por toldo;
(c) Um convés parcial, acima do convés principal, na proa é o convés de castelo, na popa será
o convés de tombadilho; a meia-nau, o convés superior;
(d) Abaixo do convés principal, que é considerado o primeiro, os conveses são numerados,
segundo convés, terceiro convés, etc., a contar de cima para baixo, e também podem ser chamados
cobertas;
(e) Os espaços compreendidos entre os conveses, abaixo do convés principal, tomam o nome
de cobertas; assim, temos: primeira coberta, segunda coberta, etc. Ao espaço entre o convés mais
baixo e o teto do duplo-fundo, ou entre o convés mais baixo e o fundo, se o navio não tem duplo-
fundo dá-se o nome de porão. Num navio mercante porão é também o compartimento estanque
onde se acondiciona a carga; estes porões são numerados seguidamente de vante para ré, e são
forrados por tábuas que se chama sarretas (dos lados) e cobros (no fundo);
(f) O primeiro pavimento parcial contado a partir do duplo-fundo para cima, chama-se bailéu;
nele fazem-se paióis ou outros compartimentos semelhantes;
(g) Um convés que não é contínuo de proa a popa é um convés parcial.
(h) Numa superestrutura colocada geralmente a vante, onde se encontram os postos de
navegação, o pavimento mais elevado toma o nome de tijupá; o pavimento imediatamente abaixo
deste, dispondo de uma ponte de na direção BB a BE, de onde o comandante dirige a manobra,
chama-se passadiço; nele ficam usualmente a casa do leme os camarins de navegação e de rádio e
as plataformas de sinais;
(i) O pavimento mais elevado de qualquer outra superestrutura, e de modo geral, qualquer
pavimento parcial elevado e descoberto, chama-se plataforma. As plataformas tomam diversos
nomes conforme sua utilização, e assim temos: plataforma dos holofotes e plataforma de sinais;
(j) Num navio mercante, quando a superestrutura tem mais de um pavimento, estes podem ser
designados de acordo com a sua utilização principal. Assim temos: convés de tijupá, convés de
passadiço, convés das baleeiras, etc.
(k) Convés corrido é um convés principal sem estruturas que se estendam de um bordo a outro;
(l) Convés resistente, é o convés principal ou convés que, por ser suficientemente afastado do
eixo neutro do navio é considerado parte integrante da estrutura resistente do casco no sentido
longitudinal, tendo por isto as dimensões de suas peças aumentadas; é usualmente o convés
principal;
(m) Convés de borda livre é o convés completamente chapeado, cujas aberturas possuem
dispositivos de fechamento permanente estanque, e a partir do qual se mede a borda livre; pode ser
o convés principal ou o 2º convés, dependendo do tipo de navio;
(n) Convés de compartimentagem é o convés mais alto e contínuo até onde vão as anteparas
estruturais do navio; geralmente é o convés principal;
(o) Convés estanque é o convés construído de modo a ser perfeitamente estanque à água, tanto
de cima para baixo, como de baixo para cima; é o caso do convés principal de um navio de guerra,
que possui escotilhas de fechamento estanque;
(p) Convés estanque ao tempo é o convés construído de modo a ser perfeitamente estanque à
água, de cima para baixo, nas condições normais de tempo e mar; o convés principal de um navio
mercante, que possui inúmeros ventiladores abertos e tem as escotilhas de carga fechadas por
tábuas e lona, é um convés estanque ao tempo somente, pois não pode ser considerado estanque à
água que invadir o casco de baixo para cima;
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte I
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Compartimentos – Subdivisões internas de um navio.
Compartimentos estanques – Compartimentos limitados por um chapeamento impermeável. Um
chapeamento ligado por rebites pode ser estanque à água e não o ser a um gás ou ao óleo, porque
estes penetram mais facilmente através das costuras; a palavra estanque, sem outra referência,
indica impermeabilidade à água somente.
Duplo-fundo (DF) – Estrutura do fundo de alguns navios de aço, constituída pelo forro exterior do
fundo e por um segundo forro, colocado sobre a parte interna das cavernas.
O duplo-fundo é subdividido em compartimentos estanques que podem ser utilizados para tanques
de lastro, de água potável, de água de alimentação de reserva das caldeiras, ou de óleo.
Tanque – Compartimento estanque reservado para água, ou qualquer outro líquido, ou para um
gás. Pode ser constituído por uma subdivisão da estrutura do casco, como os tanques do duplo-
fundo, tanques de lastro, etc., ou ser independente da estrutura e instalado em suportes especiais.
A parte superior dos tanques principais de um navio-tanque não se estende de um bordo a outro,
constituindo um túnel de expansão, isto é, um prolongamento do tanque no qual o líquido pode se
expandir ao aumentar a temperatura. Desse modo evita-se o movimento de uma grande superfície
líquida livre na parte superior do tanque, o que ocasionaria um esforço demasiado nas anteparas e
no convés, e perda da estabilidade do navio.
Tanques de óleo – Os tanques de óleo são ligados à atmosfera por meio de tubos chamados
suspiros, que partem do teto. Esses tubos permitem a saída de gases quando os tanques estão sendo
cheios, e por eles entra ar quando os tanques estão se esvaziando. Geralmente os tanques de óleo
são denominados de acordo com o uso. Assim:
a. Tanques de combustível – São os espaços permanentemente destinados ao transporte de
combustível para uso do navio. Num navio cargueiro podem ser chamados tanques permanentes:
são excluídos do cálculo da capacidade cúbica do navio, mas o peso que o espaço acomodará é
incluído no expoente de carga (“total deadweight”).
b. Tanques de reserva – São os espaços de um navio cargueiro que podem ser usados para o
transporte de combustível ou de carga líquida. São incluídos no cálculo da capacidade cúbica do
navio, e o peso que o espaço acomodará faz parte do expoente da carga.
c. Tanques de verão – Num navio-tanque, são os tanques nos quais se pode transportar óleo
adicional nas zonas tropicais, onde os regulamentos da borda livre permitem maior calado ao
navio, ou quando a carga é um óleo leve. São tanques laterais (de um lado e de outro do túnel de
expansão) situados imediatamente acima dos tanques principais. Podem ser utilizados para o
transporte de óleo diesel para uso do navio.
Tanques fundos – Tanques que se estendem nos navios cargueiros, do fundo do casco ou do teto
do duplo-fundo, até o convés mais baixo, ou um pouco acima dele. São colocados em qualquer das
extremidades do compartimento de máquinas e caldeiras, ou em ambas. Conforme o tipo do navio,
estendem-se de um bordo a outro, em geral. O objetivo é permitir um lastro líquido adicional sem
abaixar muito o centro de gravidade do navio, em alguns cargueiros cuja forma não permite
acondicionar nos duplos-fundos a quantidade necessária de água de lastro. No teto há uma
escotilha especial de modo que, eventualmente, o tanque pode receber carga seca.
Cóferdã, - espaço de segurança, espaço vazio ou espaço de ar – Espaço entre duas anteparas
transversais próximas uma da outra, que tem por fim servir como isolante entre um tanque de óleo
e um tanque de água, um compartimento de máquinas ou de caldeiras, etc.
Compartimentos ou tanques de colisão – Compartimentos extremos a vante e a ré, limitados
pelas anteparas de colisão AV e AR, respectivamente; estes compartimentos são estanques e
devem ser conservados vazios. Na Marinha Mercante são chamados pique-tanque de vante e
pique-tanque de ré (do inglês “peak tank”).
Túnel de escotilha, ou túnel vertical – Espaço vertical que comunica as escotilhas que se
superpõem em diferentes conveses. É também o espaço vertical limitado pelas anteparas que
comunicam as escotilhas de dois conveses não adjacentes: por exemplo, a praça de máquinas pode
comunicar-se diretamente com o convés por meio de um túnel vertical para a entrada de luz e ar.
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte I
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Paiol da amarra – Compartimento na proa, por ante-a-ré da antepara de colisão, para a colocação,
por gravidade, das amarras das âncoras. O paiol da amarra pode ser subdividido em paiol BE e
paiol BB, por uma antepara de madeira ou de ferro.
Paióis – Compartimentos situados geralmente nos porões, onde são guardados mantimentos, ou
munição de artilharia, projéteis, material de sobressalente ou de consumo, etc. O paiol onde são
guardados o poleame e o maçame do navio toma o nome de paiol do mestre.
Praças – São alguns dos principais compartimentos em que o navio é subdividido interiormente;
assim, praça d’armas é o refeitório dos oficiais num navio de guerra; praça de máquinas é o
compartimento onde ficam situadas as máquinas principais e auxiliares; praça de caldeiras, onde
fica, situadas as frentes das caldeiras e onde permanece habitualmente o pessoal que nelas trabalha.
Camarotes – Compartimentos destinados a alojar de um a quatro tripulantes ou passageiros.
Câmara – Compartimento destinado ao comandante de um navio.
Camarim – Compartimento onde trabalha o pessoal de um navio. O camarim de navegação, onde
se acham instalados os instrumentos de navegação, é situado no passadiço ou numa superestrutura.
O camarim do leme, onde se encontra a roda do leme, é usualmente chamado casa do leme.
Modernamente o leme é situado no passadiço e então confunde-se por vezes o nome da casa do
leme com o próprio passadiço. Camarim de rádio, onde está instalada a estação de rádio do navio,
é também, em geral, situado numa superestrutura. O camarim da máquina é, usualmente, aquele
em que trabalha o oficial de serviço na máquina.
Alojamentos – Compartimentos destinados a alojar mais de quatro tripulantes ou passageiros.
Corredor – Passagem estreita entre as anteparas de um navio, comunicando entre si diversos
compartimentos de um mesmo pavimento.
Aberturas no casco
Bueiros – Orifícios feitos nas hastilhas, de um e de outro lado da sobrequilha, ou nas longarinas, a
fim de permitir o escoamento das águas para a rede de esgoto.
Clara do hélice – Espaço onde trabalha o hélice, nos navios de um só hélice; é limitado a vante
pelo cadaste interior, a ré pelo cadaste exterior, em cima pela abóboda e embaixo pela soleira.
Escotilhas – Aberturas geralmente retangulares, feitas no convés e nas cobertas, para passagem de
ar e luz, pessoal e carga.
Agulheiro – Pequena escotilha, circular ou elíptica, destinada ao serviço de um paiol, praça de
máquinas, etc.
Escotilhão – Nome dado a uma abertura feita em um convés. É de dimensões menores que uma
escotilha. Nos navios mercantes as escotilhas que se destinam a passagem do pessoal chamam-se
escotilhões.
Fig. 4 – Aberturas e acessórios do casco
Pé de Galinha Tubo Telescópico
Mancal AR
Gaxeta
bucha da madre
do leme
Madre
do leme
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte I
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Vigia – Abertura no costado ou na antepara de uma superestrutura, de forma circular, para dar luz
e ventilação a um compartimento. As vigias são guarnecidas de gola de metal na qual se fixam
suas tampas.
Olho de boi – Abertura no convés ou numa antepara, fechada com vidro grosso, para dar claridade
a um compartimento.
Enoras – Aberturas geralmente circulares praticadas nos pavimentos, por onde enfurnam os
mastros.
Gateiras – Aberturas feitas no convés, por onde as amarras passam para o paiol.
Escovém – Cada um dos tubos ou mangas de ferro por onde gurnem as amarras do navio, do
convés para o costado.
Embornal – Abertura para escoamento das águas de baldeação ou da chuva, feita geralmente no
trincaniz de um convés ou uma coberta acima da linha d’água, e comunicando-se com uma dala
assim as águas não sujam o costado do navio. Algumas vezes os embornais do convés são feitos na
borda, junto ao trincaniz.
Saídas d’água – Aberturas usualmente retangulares, feitas na borda, tendo grade fixa ou então
uma portinhola que se abre livremente de dentro para fora, em torno de um eixo horizontal; servem
para dar saída às grandes massas d’água que podem cair sobre o convés em mar grosso. Não
confundi-las com escovéns e embornais.
Portaló – Abertura feita na borda, ou passagem nas balaustradas, ou ainda, aberturas nos costados
dos navios mercantes de grande porte, por onde o pessoal entra e sai do navio, ou por onde passa a
carga leve.
Acessórios do casco, na carena
Leme – Aparelho destinado ao governo da embarcação.
Pé de galinha do eixo – Conjunto de braços que suportam a seção do eixo do hélice que se
estende para fora da carena, nos navios de mais de um hélice.
Tubo telescópico do eixo – Tubo por onde o eixo do hélice atravessa o casco do navio; nele são
colocados o engaxetamento e a bucha do eixo.
Tubulão do leme – Tubo por onde a madre do leme atravessa o casco do navio; também recebe
bucha e gaxeta.
Quilhas de docagem – Peças semelhantes a uma quilha maciça, colocadas lateralmente no fundo
da carena dos navios de grande porte; contribuem com a quilha para suportar o navio nas
docagens.
Bolinas, ou quilhas de balanço – Chapas ou estruturas colocadas perpendicularmente em relação
ao forro exterior, na altura da curva do bojo, no sentido longitudinal, uma em cada bordo, servindo
para amortecer a amplitude dos balanços. Bolina é também o nome de uma chapa plana e
resistente, em forma de grande faca, colocada verticalmente por baixo da quilha das embarcações
de vela, para reduzir as inclinações e o abatimento.
Zinco protetor – Pedaço de chapa grossa de zinco, cortado na forma mais conveniente e preso por
meio de parafuso ou estojo na carena, ou no interior de um tanque, nas proximidades de peças de
bronze, a fim de proteger as peças de ferro contra a ação galvânica da água do mar. Os zincos
protetores devem ser laminados e nunca fundidos. Chamados impropriamente de isoladores de
zinco.
Buchas – Peças de metal, borracha ou pau de peso, que se introduzem nos orifícios que recebem
eixos, servindo de mancal para eles. Há assim, bucha do eixo do hélice, bucha da madre do leme,
etc. Nos tubos telescópicos longos há duas buchas, a bucha externa junto à carena, e a bucha
interna, junto à antepara de colisão AR.
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
11
II – INTRODUÇÃO (2ª parte)
Geometria do Navio. Definições. Dimensões (Ref.:NBR 8035 – Arquitetura Naval e Maurílio da Fonseca – “Arte Naval”)
Definições
Plano diametral, plano de flutuação de plano transversal – Uma característica geométrica dos
navios é possuírem no casco um plano de simetria; este plano chama-se plano diametral ou
plano longitudinal e passa pela quilha. Quando o navio está prumado, o plano diametral é
perpendicular ao plano da superfície da água, que se chama plano de flutuação. Plano transversal
é um plano perpendicular ao plano diametral e ao de flutuação.
Linha de flutuação – Linha de flutuação (LF) ou, simplesmente flutuação, é a interseção da
superfície da água com o contorno exterior do navio. A flutuação correspondente ao navio
completamente carregado denomina-se flutuação carregada, ou flutuação em plena carga. A
flutuação que corresponde ao navio completamente vazio chama-se flutuação leve. A flutuação
correspondente ao navio no deslocamento normal, chama-se flutuação normal.
Flutuações Isocarenas - Quando dois planos de flutuação limitam volumes iguais de água
deslocada, diz-se que as flutuações são isocarenas. Por exemplo, as flutuações são sempre
isocarenas, quando o navio se inclina lateralmente: a parte que emergiu em um dos bordos é igual
à parte que imergiu do outro, e a porção imersa da carena modificou-se em forma, não em
volume.
Linha d’água projetada, ou flutuação de projeto – É a principal linha de flutuação que o
construtor estabelece no desenho de linhas do navio. Nos navios de guerra refere-se à flutuação
bochecha
calado AV
calado AR
pontal
boca
PP AV
castelo
PP AR
linha d’água
borda livre
Fig. 1 – Dimensões Lineares
Plano Diametral
comprimento entre PP
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
12
normal. A LAP pode, entretanto, não coincidir com estas linhas de flutuação devido à
distribuição de pesos durante a construção.
Área de Flutuação – É a área limitada por uma linha de flutuação.
Área de linha d’água – É a área limitada por uma linha d’água no projeto do navio
Superfície moldada – É uma superfície contínua imaginária que passa pelas faces externas do
cavername do navio e dos vaus do convés. Nas embarcações de casco metálico, o contorno
inferior da superfície moldada coincide com a face superior da quilha sempre que o navio tiver
quilha maciça, e algumas vezes se a quilha é chata.
Linhas moldadas- São as linhas do navio referidas a superfície moldada. Em navios de aço, a
diferença entre as linhas moldadas e as linhas externas é muito pequena.
Superfície da carena – É superfície da carena, tomada por fora do forro exterior, não incluindo
os apêndices. A superfície da carena somada à superfície do costado, representa a área total do
forro exterior e permite calcular aproximadamente o peso total do chapeamento exterior do casco.
Superfície molhada – Para um dado plano de flutuação é a superfície externa da carena que fica
efetivamente em contato com a água. Compreende a soma da superfície da carena e as dos
apêndices. É necessário para o cálculo da resistência de atrito ao movimento do navio; somada à
superfície do costado permite estimar a quantidade de tinta necessária da pintura do casco.
Volume da Forma moldada – É o volume compreendido entre a superfície moldada da carena e
um determinado plano de flutuação.
Volume da carena – É o volume compreendido entre a superfície molhada e um dado plano de
flutuação. Este volume é, às vezes, chamado simplesmente carena, pois, nos cálculos, não há
possibilidade de confusão com a parte do casco que tenha este nome. Para embarcações de aço, o
volume da carena é calculado pelo volume do deslocamento moldado mais o do forro exterior e
dos apêndices tais com a parte saliente da quilha o leme, o hélice,os pés de galinha dos eixos, as
bolinas, etc. Para as embarcações de madeira, é o volume do casco referido ao forro exterior mais
o volume dos apêndices. O volume da carena é o que se emprega para o cálculo dos
deslocamentos dos navios.
Seção a meia-nau – É a seção transversal a meio comprimento entre perpendiculares.
Seção transversal; seção mestra – Chama-se seção transversal qualquer seção determinada no
casco de uma embarcação por um plano transversal. A maior das seções transversais chama-se
Curvatura do vau – Os vaus do convés, e algumas vezes das
cobertas acima da linha d’água, possuem uma curvatura de
modo a fazer com que a água possa sempre escorrer para o
costado, facilitando o escoamento. Esta curvatura é geralmente
um arco de circunferência ou de parábola e dá uma resistência
adicional ao vau.
Linha reta do vau – Linha que une as interseções da face
superior do vau com as faces exteriores da caverna
correspondente.
Flecha do vau (abaulamento) – É a maior distância entre a
face superior do vau e a linha reta; é, por definição, na medida
no plano diametral do navio.
Fig.2 – Curvatura do Vau
Linha d’água
Linha reta do vau
Linha de centro Flecha
Calado moldado
Borda livre
Pontal moldado
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
13
seção mestra. A seção mestra é situada em coincidência com a seção a meia-nau, ou muito
próximo desta, na maioria dos navios modernos qualquer que seja o seu tipo.
Em muitos navios modernos, e particularmente nos navios mercantes de carga, certo
comprimento da região central do casco é constituído por seções iguais à seção mestra numa
distância apreciável, quer para vante, quer para ré da seção ameia-nau; diz-se então que estes
navios têm formas cheias. Nos navios que têm formas finas, a forma das seções transversais
varia muito em todo o comprimento do navio a vante e a ré da seção mestra
Dimensões lineares
Generalidades - As dimensões lineares de um navio não são tomadas de maneira
uniforme, variando segundo as diferentes nações, e segundo os navios sejam de guerra ou
mercantes, de casco metálico ou de madeira, e ainda conforme o cálculo que se deseja fazer.
Perpendiculares (PP) - As perpendiculares são duas retas normais à linha d'água
projetada, contidas no plano diametral e traçadas em dois pontos especiais na proa e na popa, no
desenho de linhas do navio.
Perpendicular a vante (PP-AV) - É a vertical tirada no ponto de interseção da linha
d'água projetada com o contorno da roda de proa.
Perpendicular a ré (PP-AR) - É traçado de modo variável conforme o país de construção
do navio:
a) Nas Marinhas Brasileira e Americana, a PP-AR é a vertical tirada no ponto de
interseção da linha d'água projetada com o contorno da popa.
b) Nas Marinhas Inglesa e Italiana: (1) nos navios mercantes em geral, e em qualquer
navio que possua um cadaste bem definido, a PP-AR é a vertical traçada no ponto de encontro da
linha d'água projetada com a face externa da porção reta do cadaste; (2) nos navios de guerra, e
em qualquer embarcação que não tenha o cadaste bem definido, é a vertical traçada no ponto de
encontro da linha d'água projetada com o eixo do leme, e em geral coincide com este eixo.
Comprimento entre perpendiculares (CEP) - É a distância entre as perpendiculares a
vante e a ré, acima definidas. De acordo com estas definições, o comprimento entre PP é o
comprimento medido pelo construtor naval, ao projetar o navio e ao traçar o desenho de linhas.
Usualmente, quando se disser comprimento de um navio, sem especificar como ele foi
medido, deve entender-se o comprimento entre PP, pois a ele são referidos os principais cálculos
da embarcação, como os que se referem à propulsão, ao peso, resistência e custo da estrutura do
navio.
É necessário, entretanto, ao comparar navios de nações e de tipos diferentes, que se tenha
o cuidado de verificar que os comprimentos sejam medidos na mesma base.
Na Marinha Brasileira, o comprimento entre PP é, na verdade, o comprimento da linha
d'água de projeto, determinado pelo contorno do navio no desenho de linhas; ele inclui o balanço
de popa e mede o comprimento da carena do navio.
Na Marinha Inglesa, o comprimento entre PP não inclui o balanço de popa e a medida
adotada por nós é chamada o comprimento na flutuação, ou comprimento na linha d'água.
Comprimento alagável - E o comprimento máximo de um compartimento, o qual, se
ficar alagado, deixará o navio permanecer ainda flutuando com o convés no nível d'água. É
utilizado pelas Sociedades de Classificação, para as regras de espaçamento das anteparas
transversais estanques dos navios mercantes.
Por essa regra é admitida uma reserva de segurança que é determinada pelo fator
admissível, o qual varia com o comprimento do navio. Assim, um navio de 170 metros de
comprimento tem um fator admissível de 1/2, isto é, o comprimento admitido para cada
compartimento estanque é somente a metade do comprimento alagável. Em tal navio haverá dois
compartimentos estanques, no mínimo, em um comprimento alagável.
Boca - É a largura da seção transversal a que se referir; a palavra boca, sem referência à
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
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seção em que foi tomada, significa a maior largura do casco e, por isto mesmo, é medida na seção
mestra. Meia-boca é a metade da boca.
Boca moldada - E a maior largura do casco medida entre as faces exteriores da carena,
excluindo a espessura do forro exterior, ou seja, é a maior largura do casco medida entre as
superfícies moldadas.
Pontal moldado, ou simplesmente pontal é a distância vertical medida sobre o plano
diametral e a meia nau, entre a linha reta do vau do convés principal e a linha da base moldada.
Calado - Calado d'água, calado na quilha, ou simplesmente calado, em qualquer ponto
que se tome, é a distância vertical entre a superfície da água e a parte mais baixa do navio
naquele ponto. Geralmente medem-se o calado AV e o calado AR. Estes calados são referidos,
respectivamente, às perpendiculares AV e AR; na prática são medidos nas escalas do calado, que
são colocadas próximo das respectivas perpendiculares.
O calado de um navio varia desde o calado mínimo correspondente à condição de
deslocamento leve, até o calado máximo que corresponde à condição de deslocamento em plena
carga; calado normal é o que o navio tem quando está em seu deslocamento normal.
Em cada flutuação podemos ter o calado AV, AR ou a MN. Calado a meia-nau é o
medido na seção a meia-nau, isto é, a meio comprimento entre perpendiculares; ele nem sempre
corresponde ao calado médio, que é a média aritmética dos calados medidos sobre as
perpendiculares AV e AR.
A bordo, para os cálculos de manobra de pesos e determinação do deslocamento, mede-se
o calado médio; para entrada em diques e passagem em águas de pouco fundo mede-se o maior
dos calados na flutuação atual, que é geralmente o calado AR.
Quando não há diferença nos calados AV e AR, isto é, o navio está com a quilha paralela
ao plano de flutuação, diz-se que está em quilha paralela. Quando há diferença nos calados, diz-
se que o navio tem trim. Os navios são em geral construídos para terem quilha paralela na
flutuação correspondente à linha d'água projetada. (Alguns rebocadores, por terem hélices de
grandes diâmetros para uma elevada força propulsiva, têm “trim pela popa” por construção).
Calado moldado - O calado referido à linha da base moldada chama-se calado moldado,
ou, algumas vezes, calado para o deslocamento, pois é utilizado para cálculo dos deslocamentos.
Esta medida interessa particularmente ao construtor naval, ou a quem consulta as curvas
hidrostáticas do navio. Em geral, nos navios modernos de quilha chata, a diferença entre o calado
moldado e o calado na quilha é muito pequena. Nas embarcações de quilha maciça, entretanto,
esta diferença não é desprezível.
Escala de calado - Em todos os navios, a boreste e a bombordo, a vante e a ré, e algumas
vezes a meia-nau, são escritas nos costados as escalas numéricas para a leitura dos calados. Em
geral, as escalas não são escritas no navio exatamente no lugar das perpendiculares, mas nos
pontos em que a quilha encontra os contornos da roda de proa e do cadaste.
O zero de todas as escalas é referido à linha do fundo da quilha, ou à linha que passa pelos
pontos mais baixos do casco (leme, pé do cadaste, pá do hélice, etc.), sendo esta linha prolongada
horizontalmente até sua interseção com as partes inferiores de cada perpendicular nas
extremidades do navio.
A graduação das escalas pode ser em decímetros, com algarismos da altura de 1 decímetro
(às vezes em navios pequenos, 1/2 decímetro) ou em pés ingleses, com algarismos da altura de
um pé (nos navios pequenos, 1/2 pé, isto é, 6 polegadas).
Centro de gravidade de um navio (CG) – O centro de gravidade é importante para os cálculos
de flutuabilidade e de estabilidade, porque o peso do navio pode ser considerado como uma força
nele concentrada. Como, em um navio, os pesos são usualmente distribuídos por igual de um lado
e do outro do plano diametral, o CG está, em geral, neste plano. Nos navios de forma usual, o CG
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
15
é situado no plano da seção a meia-nau, ou muito próximo dele. A posição vertical do CG varia
muito de acordo com o projeto de cada navio.
Conforme sua definição em mecânica, o centro de gravidade é o ponto de aplicação da
resultante de todos os pesos de bordo e a soma dos momentos de todos os pesos em relação a
qualquer eixo que passe por ele é igual a zero.
A posição do CG se altera com a distribuição de carga, nos tanques, nos porões, no
convés, etc.
Centro de carena, de empuxo, ou de volume (B) – É o centróide do volume da água deslocada
e é o ponto de aplicação da força chamada empuxo. É contido no plano diametral, se o navio
estiver aprumado; na direção longitudinal, sua posição depende da forma da carena, não estando
muito afastada da seção a meia-náu da carena de uma forma usual. Está sempre abaixo da linha
d’água.
Nos navios de superfície o centro da carena está quase sempre abaixo do centro de
gravidade do navio, pois há pesos que estão colocados acima da linha de flutuação, mas nenhuma
parte do volume imerso poderá estar acima desta linha.
A determinação da posição do centro de carena é de grande importância para a
distribuição dos pesos a bordo, pois o CG do navio deve estar na vertical do CC e a uma distância
para cima não muito grande; sem estes requisitos o navio não ficaria prumado, nem teria o
necessário equilíbrio estável.
Centro de Flutuação (F) – É o centróide da área de flutuação, para uma determinada flutuação
do navio.
Empuxo – Em cada ponto da superfície imersa de um corpo, há uma pressão que age
normalmente à superfície. Esta pressão cresce com a profundidade do ponto abaixo a superfície
da água; ela é medida pelo produto gh na profundidade h abaixo do nível da água cujo peso
específico é g.
No caso de um corpo flutuante como é o navio, estas pressões, sendo normais à superfície
imersa, agem em muitas direções, entretanto, cada uma pode ser decomposta em três
componentes em ângulo reto:
(1) horizontal, na direção longitudinal do navio;
(2) horizontal, na direção transversal do navio;
(3) vertical
Estando o navio em repouso, as componentes horizontais equilibram-se entre si, pois não há
movimento em qualquer direção horizontal.
Os pesos parciais que compõem um navio têm uma força resultante que se chama o peso do
navio; esta força é aplicada no centro da gravidade e age numa vertical para baixo
Chama-se empuxo à força resultante da soma de todas as componentes verticais das pressões
exercidas pelo líquido na superfície imersa de um navio. . É o efeito combinado de todas as
componentes verticais das pressões que se opõe ao peso do navio.
Portanto, um navio em repouso é submetido à ação de duas forças verticais; o peso do navio,
agindo verticalmente para baixo, e o empuxo, agindo verticalmente para cima.
Como o navio não tem movimento para cima, nem para baixo, conclui-se que o empuxo é igual
ao peso do navio (1ª Lei de Newton); como ele está em equilíbrio, os pontos de aplicação destas
forças, isto é, o CG e o CC estão situados na mesma vertical.
Princípio de Arquimedes – “Um corpo total ou parcialmente mergulhado num fluido é
submetido à ação de uma força de intensidade igual ao peso do volume do fluido deslocado pelo
corpo, de direção vertical, do sentido de baixo para cima, e aplicada no centro do empuxo” (CC).
Flutuabilidade - A flutuabilidade, que é a propriedade de um corpo permanecer na superfície de
água, depende, pelo que acima ficou dito, da igualdade entre o peso do corpo e o empuxo do
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
16
líquido. Como, no nosso caso, o líquido é sempre a água, a flutuabilidade varia principalmente
com o peso específico do corpo, isto é, o seu peso por unidade de volume.
As madeiras leves têm um peso específico menor que o da água; um pedaço de madeira
leve flutua sempre. O ferro, por exemplo, tem um peso específico maior que o da água e por isto
um pedaço de ferro maciço não pode flutuar. É tornando oco um material que se diminui
enormemente 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.
As leis de flutuabilidade aplicam-se não somente a qualquer navio de superfície, como a
um submarino, ou a qualquer objeto totalmente imerso. Quando imerso, um objeto permanece em
repouso e na sua posição imersa somente no caso em que o seu peso for igual ao peso do volume
deslocado. Mas um objeto totalmente imerso quase sempre pesa mais ou pesa menos que o
volume da água que desloca. Nestes casos, a fim de que ele possa manter-se em equilíbrio e em
sua posição de imersão, deverá receber uma força adicional, respectivamente, para cima ou para
baixo. Esta força é dada pelos propulsores e pelos lemes horizontais no caso do submarino, ou
pelo apoio no fundo do mar, em alguns casos.
Reserva de flutuabilidade- É o volume da parte do navio acima de superfície da água e que
pode ser tornada estanque. Na maioria dos navios, é o volume compreendido entre a flutuação e o
convés principal, mas em alguns se refere também às superestruturas como o castelo e o
tombadilho, que podem ser estanques.
A reserva de flutuabilidade exprime-se em percentagem do volume deslocado pelo navio;
uma vez que é expressa em percentagem, a reserva de flutuabilidade pode também se referir ao
deslocamento, em vez de referir-se ao volume.
Para um navio imergir completamente é necessário carregá-lo com o peso correspondente
a uma quantidade de água que ocupe um volume igual à reserva de flutuabilidade. Isto significa
que a reserva de flutuabilidade é a flutuabilidade em potencial que cada navio possui; a soma do
empuxo e da reserva de flutuabilidade é o poder de flutuabilidade total de um navio.
A reserva de flutuabilidade é função da borda livre, que definiremos a seguir. É
importante para os navios em caso de avaria, pois quanto menor for, será o navio menos capaz de
suportar um acidente no mar.
Borda livre (BL) – É a distância vertical da superfície da água ao pavimento principal
(geralmente o convés), medida em qualquer ponto do comprimento do navio no costado (Fig. 2).
A borda livre mede a altura que o navio pode imergir, a partir da flutuação atual, até que as águas
tranqüilas possam molhar o convés principal, no ponto a que se referir.
Nos navios mercantes, a borda livre mínima é marcada no costado para determinar a
reserva de flutuabilidade necessária. A expressão borda livre, sem outra qualificação, em navio
mercante, refere-se à borda livre mínima, isto é, à medida a meia-nau e a partir da flutuação em
plena carga.
A borda livre é, em geral, mínima a meia-nau, devido ao tosamento que os navios têm.
Em inglês chama-se “freeboard”, em francês “franc bord” e em italiano “ bordo libero”.
Metacentro transversal (M) – Quando um navio está aprumado, seu plano diametral é vertical e
o centro da carena C é contido neste plano. Mas se ele tomar uma inclinação, o centro da carena
afasta-se deste plano, pois a forma do volume imerso é modificada. Na fig. 3a foi dada uma
inclinação transversal ao navio e a forma do volume imerso se modifica. O centro de carena
moveu-se de C para C1 (Fig.3c). A linha de ação do empuxo, com o navio inclinado, intercepta o
plano diametral no ponto M. O metacentro M é o ponto de encontro da linha vertical passando
pelo centro de flutuação quando o navio está na posição direita, com a linha vertical que passa
pelo CF quando o navio está inclinado de qualquer ângulo. O metacentro deve estar acima do
centro de gravidade para haver equilíbrio estável.
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
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Metacentro longitudinal (ML) – Se dermos uma inclinação longitudinal pequena, como se vê na
figura 3 b, obtermos um ponto ML chamado metacentro longitudinal, em tudo semelhante ao que
foi definido acima.
Raio metacêntrico transversal – É a distância CM entre o metacentro transversal M e o centro
da carena C.
Raio metacêntrico longitudinal – É a distância CML entre o metacentro longitudinal ML e
centro da carena C.
Altura metacêntrica – É a distância entre o centro de gravidade G do navio e o metacentro M;
comumente a distância GM refere-se à altura metacêntrica transversal.
Tosamento, ou tosado – É a curvatura que apresenta a cinta de um navio, quando projetada
sobre um plano vertical longitudinal; ele determina a configuração do convés principal e do
limite superior do costado. Tosamento é também a medida desta curvatura, isto é, a altura do
convés nos extremos do casco, acima do pontal. Podemos ter tosamento AV e tosamento AR.
Alquebramento – É a curvatura da quilha, quando apresenta a convexidade para cima. Em geral
ocorre como uma deformação permanente causada por fraqueza estrutural ou por avaria. O
alquebramento é o inverso do tosamento, o qual também pode ser aumentado pelas mesmas
causas de deformação.
Altura do fundo ou pé da caverna – Altura a que se eleva o fundo do casco, da quilha ao bojo,
no ponto de encontro entre a tangente ao costado vertical e o prolongamento do fundo do casco; é
medida nas linhas moldadas.
Adelgaçamento – Curvatura ou inclinação para dentro, que tem o costado do navio acima do vau
mais comprido.
Alargamento – Curvatura ou inclinação para fora, do costado do navio; muito comum na região
da proa. É contrario de adelgaçamento.
Desenho de linhas e plano de formas
Plano de linhas – Ao projetar um navio, o construtor naval traça o desenho de linhas ou plano de
linhas, que é a representação da forma e dimensões do casco por projeções de certas linhas em
três planos ortogonais de referência. O traço do desenho de linhas é ensinado em Arquitetura
Naval.
B1 B
G
M
B B1
G
ML
Fig. 4 – Metacentro Transversal (M); Metacentro Longitudinal (ML)
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
18
A superfície do casco de navio contém curvaturas a três dimensões. Se fizermos
interceptar esta superfície por planos, as linhas de interceptação serão linhas a duas dimensões, as
quais podem ser traçadas em verdadeira grandeza, se projetadas em um dos planos de referência.
Planos de referência – São os três planos ortogonais em que são projetadas as linhas de
interceptação da superfície do casco por uma série de planos paralelos a um deles; são os
seguintes os planos de referência do desenho de linhas:
a. Plano de base moldada – É o plano horizontal tangente à parte inferior da superfície
moldada. É a origem para todas as distâncias verticais, que se chamam alturas.
b. Plano diametral - É o plano vertical longitudinal de simetria do casco. É a origem para todas
as distâncias transversais horizontais que se chamam afastamentos, ou meias-larguras, ou
ainda meias-ordenadas.
c. Plano de meia-nau – É o plano vertical transversal a meio comprimento do navio.
Linhas de referência – As seguintes linhas de referência aparecem no desenho das linhas:
a. Linha da base moldada, linha de construção, ou linha base (LB) – É a interseção do plano
da base moldada por qualquer dos outros dois planos de referência. Nos navios sem diferença
de calado, a linha de base moldada confunde-se com o contorno inferior da interseção da
superfície moldada com o plano diametral.
b. Linha de centro (LC) – É a interseção do plano diametral por qualquer plano horizontal ou
por qualquer plano vertical transversal. É, portanto, uma linha de simetria numa seção
horizontal ou numa seção transversal do casco.
Linhas do navio – As linhas do navio propriamente ditas são:
a. linhas d’água (LA) – Interseção do casco por planos horizontais. Elas aparecem em
verdadeira grandeza no plano das linhas d’água e são usualmente denominadas de acordo
com altura acima do plano da base: LA de 2 pés; de 8 pés; etc. A linha da base moldada é a
LA zero. O espaçamento destas linhas depende do calado do navio.
Note-se que as linhas d’água que aparecem no desenho de linhas são usadas no projeto e na
construção do navio, mas em algumas delas o navio evidentemente não pode flutuar. As linhas
em que o navio flutua chamam-se linhas de flutuação, e muitas vezes não são paralelas às linhas
d’água do desenho de linhas, devido à distribuição de pesos durante a construção.
A linha de flutuação correspondente ao calado para o qual o navio é projetado chama-se linha
d’água projetada; em geral os navios são construídos para terem a quilha paralela à linha d’água
projetada.
b. Linhas do alto – Interseções do casco por planos verticais longitudinais, ou planos do alto.
Elas aparecem em verdadeira grandeza no plano das linhas do alto e são denominadas de
acordo com seu afastamento do plano diametral. Há geralmente quatro destas linhas
espaçadas igualmente, a partir do plano diametral, que determina a linha zero.
c. Linhas de balizas – Interseções do casco por planos verticais transversais. Elas aparecem em
verdadeira grandeza no plano das balizas e são numeradas normalmente seguidamente de
vante para ré.
Para isto, a linha de base é dividida em 10, 20 ou 40 partes iguais, conforme o tamanho do
navio e a precisão desejada, e em cada divisão é traçada uma ordenada vertical ou baliza.
Geralmente nos dois intervalos de vante e nos dois de ré traçam-se também balizas
intermediárias. A baliza zero coincide com a perpendicular a vante.
O plano das balizas mostra o corpo de proa (metade de vante do navio) à direita da LC e o
corpo de popa (metade do ré do navio) à esquerda.
Planos do desenho de linhas – Resumindo o que foi dito anteriormente, podemos dizer que o
desenho de linhas é constituído por três vistas, ou planos, a saber:
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
19
Vista do
desenho de
linhas
Plano de referência em
que são projetadas
Modo de apresentar as linhas do navio
Linhas d’água linhas do alto linhas de baliza
Planos de linha
d’água
Plano da base Verdadeira
grandeza
Retas Retas
Planos das
linhas do alto
Plano diametral Retas Verdadeira
grandeza
Retas
Plano de balizas Plano de meia-nau Retas Retas Verdadeira
grandeza
No desenho de linhas figuram ainda as seguintes: linhas moldadas do convés principal e das
superestruturas (castelo e tombadilho), e algumas vezes, das cobertas; se o convés tem curvatura,
são mostradas as linhas convés no centro e convés no lado, isto é, na mediana e na borda,
respectivamente.
Para verificar a continuidade da superfície do casco, geralmente dois ou mais planos diagonais
são passados aproximadamente na perpendicular do plano das balizas e inclinados em relação ao
plano das linhas d’água e ao plano das linhas do alto. Traçam-se então os diversos pontos das
interseções das balizas com estes planos inclinados, nos planos das linhas d’água e das linhas do
alto. A ligação deste pontos por uma curva suave, contínua e coerente com as medidas,
significará que o casco está corretamente projetado.
Coeficientes de forma
São coeficientes que exprimem a relação entre as diversas áreas e volumes da carena, e as
áreas e volumes das figuras planas ou sólidas circunscritas, e têm grande utilidade para o projeto
do navio, pois eles definem as formas do casco e de suas seções.
Consideremos para uma dada flutuação:
- Volume da carena (volume deslocado)
A = área da parte imersa da seção mestra
Af = área do plano de flutuação na linha d'água projetada
Fig.4 – Plano de Linhas
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
20
L = comprimento entre PP
B = boca máxima da parte imersa
C = calado médio
Os coeficientes de forma são os seguintes:
a. Coeficiente de bloco - É a relação entre o volume deslocado e o volume do
paralelepípedo que tem para arestas, respectivamente, L, B, C:
CB = / (L x B x C Os valores do coeficiente de bloco na flutuação em plena carga variam desde 0,20 para
os iates de vela, até 0,80 para os cargueiros de pouca velocidade. b. Coeficiente prismático, coeficiente cilíndrico, ou coeficiente longitudinal - é a
relação entre o volume deslocado e o volume de um sólido que tenha um comprimento igual ao comprimento do navio na flutuação e uma seção transversal igual à da parte imersa da seção mestra:
CP = / (A x L)
Este coeficiente representa a distribuição longitudinal do deslocamento do navio, e é utilizado principalmente para os cálculos de potência e velocidade. Varia de 0,55 a 0,80, de-pendendo do tipo do navio.
c. Coeficiente da seção a meia-nau - é a relação entre a área da parte imersa da seção a
meia-nau e a área do retângulo circunscrito:
Cx = A / (B x C)
Fig. 5 – Coeficientes de forma
L
B
C
A
Af
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
21
Os valores deste coeficiente, referido à flutuação carregada, nos navios de forma usual
variam de 0,75 a 0,98, podendo baixar a 0,67 em alguns navios de forma muito fina, e mais ainda nos iates a vela.
d. Coeficiente da área de flutuação – é a relação entre a área de flutuação e a do
retângulo que a circunscreve: Cf = Af / (L x B)
Este coeficiente refere-se sempre à linha d'água projetada, a menos que se diga o
contrário. Varia de 0,67 a 0,85 para os diversos tipos de navio.
Relações entre as dimensões principais e outras relações
Além dos coeficientes de forma, as relações entre as diversas dimensões de um navio têm
importância no estudo dos planos, pois exprimem numericamente as proporções da forma da
carena.
Estas relações devem estar compreendidas entre determinados limites, os quais indicam as
boas proporções do casco; para os navios mercantes estes limites são estabelecidos nas regras das
Sociedades Classificadoras. São as seguintes, as relações mais empregadas:
(a) Relação entre o comprimento entre PP e a boca = L/B; varia aproximadamente de 4 a
10.
(b) Relação entre o comprimento entre PP e o calado = L/C; varia aproximadamente de
10 a 30.
(c) Relação entre a boca e o calado = B/C; varia aproximadamente de 1,8 a 4.
Além destas, são muitas vezes empregadas nos cálculos outras expressões numéricas
como, por exemplo, as relações dos diversos coeficientes entre si (p. ex.: CP = CB / Cx)
Os coeficientes de forma não variam muito para os navios do mesmo tipo; os seguintes
valores médios aproximados podem ser considerados como valores típicos:
Coef. Coef. Coef. Coef. da
NAVIO de da seção Prismá- área de
Bloco a M. N. tico flutuação
Encouraçado ........................... 0,60 0,97 0,62 0,73
Cruzador de 10.000 tons. . . . . 0,53 0,85 0,62 0,72
Contratorpedeiros ..................... 0,52 0,83 0,63 0,74
Canhoneiras de rio .................... 0,65 1,00 0,65 0,78
Rebocadores de porto .............. 0,59 0,89 0,65 0,80
Transatlânticos velozes. . . . . . . 0,59 0,95 0,62 0,72
Transatlânticos. . . . . . . . . . . . 0,67 0,99 0,72 0,77
Navios de cabotagem, mistos ... 0,64 0,97 0,66 0,77
Cargueiros grandes. . . . . . . . . 0,78 0,99 0,78 0,84
Cargueiros médios ..................... 0,71 0,98 0,72 0,80
Navios tanques .......................... 0,76 0,97 0,77 0,84
Iates a motor para alto-mar ...... 0,57 0,94 0,60 0,72
lates a vela ................................. 0,20 0,40 0,50 0,75
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
22
Deslocamento e Arqueação
Deslocamento () - é o peso em toneladas força (ou massa em toneladas) do volume da água
deslocada por um navio flutuando em águas tranqüilas (o empuxo, pelo Princípio de Arqui-
medes), portanto (1ª Lei de Newton) igual ao peso do navio e tudo o que ele contém na condição
atual de flutuação:
Deslocamento = peso do navio = peso da água deslocada = volume imerso x peso específico da
água.
O deslocamento é expresso em toneladas de 1 000 quilos nos países de sistema métrico
decimal, e em toneladas longas (= 2 240 libras, ou 1 016 quilos) nos países que adotam o sistema
inglês de medidas.
Os navios são projetados para ter um deslocamento previamente determinado. Isto não
quer dizer que, ao terminar a construção, ele flutue exatamente na linha d'água projetada, quando
estiver na condição normal. Os pesos do casco e dos acessórios podem variar no curso da
construção, tomando-se maiores ou menores que o estimado pelo construtor ao projetar o navio.
Muitas vezes navios da mesma classe, construídos em estaleiros diferentes, com os mesmos
desenhos e especificações, diferem um pouco nos calados correspondentes às diversas condições
de deslocamento.
Nos navios mercantes o deslocamento se refere, em geral, à condição de plena carga.
Cálculo do deslocamento - O deslocamento de um navio de aço, para cada linha de flutuação, é
calculado, durante a construção, pela soma das seguintes parcelas: deslocamento moldado,
deslocamento do forro exterior e deslocamento dos apêndices.
Deslocamento moldado é o peso da água deslocada pelo volume compreendido entre a
superfície moldada da carena e um plano de flutuação.
O forro exterior é constituído pelo chapeamento exterior; os apêndices compreendem a
parte saliente da quilha, as bolinas, o leme, os hélices, os pés de galinha dos eixos, etc.
O deslocamento de um navio de madeira é calculado pela soma do deslocamento do casco
referido ao forro exterior mais o deslocamento dos apêndices.
Sendo a soma de todos os pesos parciais de bordo, o deslocamento é variável, pois
depende da carga transportada e dos pesos dos materiais de consumo, tais como água doce,
mantimentos, combustível, lubrificante, etc.
De todos os valores que o deslocamento pode ter, consideram-se, em geral, os seguintes,
que serão definidos a seguir: deslocamento em plena carga, deslocamento normal, deslocamento
leve e deslocamento padrão.
Há uma tendência dos navios para aumentarem de deslocamento à proporção que
envelhecem, devido ao peso das tintas, dos novos aparelhos e acessórios colocados, etc.
Sabe-se que 1 m3 de água doce pesa 1 tonelada (1000 kg). A água salgada tem uma
densidade relativa igual a 1.026. Em unidades inglesas: 35 pés cúbicos de água salgada, ou 36
pés cúbicos de água doce, pesam uma tonelada longa (2.200 lbf). Portanto:
Sistema métrico: () em água salgada = 1,026 x volume imerso na água salgada em m3.
() em água doce = volume imerso na água doce, em m3 .
Sistema inglês - () em água salgada = (1/35) x volume imerso na água salgada em pés
cúbicos;
() em água doce = (1/36) x volume imerso na água doce em pés cúbicos.
Deslocamento em plena carga, deslocamento carregado, ou deslocamento máximo - É o peso
em tf (ou massa em t) de um navio quando está com o máximo de carga permitida a bordo.
Corresponde ao navio completo, pronto para o serviço sob todos os aspectos, com água no nível
superior das caldeiras, todas as máquinas e sobressalentes, toda a tripulação e seus pertences, a
bordo. Paióis de mantimentos, tanques de água de alimentação de reserva e de água potável,
tanques de óleo combustível e lubrificante, todos atestados. Porões de carga cheios e passageiros
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
23
com suas bagagens a bordo. Nenhuma água nos tanques de lastro ou nos duplos-fundos, exceto a
água de alimentação de reserva das caldeiras.
Deslocamento leve, ou deslocamento mínimo - É o peso (ou massa) do navio completo, pronto
para o serviço sob todos os aspectos, mas sem mantimentos, combustível, água potável, nem água
de alimentação de reserva. Tripulantes e passageiros não são incluídos. Nenhuma água nos
tanques de lastro e duplos-fundos. O deslocamento leve corresponde a uma condição que a rigor
nunca existe, pois há sempre pessoas, água e algum combustível a bordo.
Porte Bruto, Expoente de carga, ou peso morto ("gross deadweight", "total deadweight",
"deadweight"). É a diferença entre o deslocamento máximo e o deslocamento mínimo. É,
portanto, o peso de combustível, água de alimentação de reserva das caldeiras, água potável para
beber e para cozinhas, água para banho e fins sanitários, mantimentos, material de consumo,
tripulação e seus pertences, etc., e mais o peso de toda a carga dos porões, passageiros, seus
pertences e bagagens. Representa, assim, o peso que o navio é capaz de embarcar, ou, ainda,
exprime o líquido deslocado na passagem da condição de navio leve à de plena carga. Expoente
de carga, em Portugal, é designado como porte.
Porte útil, peso morto líquido, ou carga paga ("cargo deadweight", "net
deadweight") - O peso da carga paga que um navio pode transportar não é um dado fixo,
dependendo do tamanho da viagem. O expoente de carga é constituído pela soma do peso de
combustível, aguada, tripulação, materiais de consumo diversos, etc., mais o peso da carga paga.
Ora, numa viagem pequena há necessidade de menor peso de combustível, aguada, etc., que
numa viagem longa, permitindo o transporte de um maior peso de carga paga.
Para uma viagem determinada é possível ao armador ou ao comandante do navio estimar
o peso de combustível aguada e material de consumo necessário; deduzindo estes pesos do
expoente de carga poderá ele calcular o peso de carga paga disponível para aquela viagem, no
qual se incluem passageiros e bagagens.
Arqueação (“tonelagem”) – A expressão “tonelagem de arqueação” era utilizada para
quantificar o volume interior do navio, expresso em unidades de 100 pés cúbicos ingleses, ou seja
2,83 m3. A unidade “tonelada de arqueação” era, portanto, arbitrariamente convencionada como
sendo um volume equivalente a 100 ft3 ingleses. A palavra “tonelagem” originou-se no termo
“tonneaux” (tonéis), utilizado no século XVII para designar a capacidade das embarcações
francesas para o transporte de vinho, medida pelo número de tonéis que pudessem transportar. Os
impostos alfandegários, taxas para registro, atracação, docagem, praticagem, navegação em
canais etc. são calculados em proporção ao valor comercial do navio mercante, isto é, à sua
capacidade de transporte, representada pelo volume de todos os espaços fechados suscetíveis de
poder servir de alojamento a mercadorias ou a passageiros. Para o cálculo dessa capacidade de
transporte eram deduzidos certos espaços do casco do navio (como duplos-fundos, tanques de
lastro, casa do leme, praças dos aparelhos de governo, de suspender e de máquinas, túnel do eixo,
espaços para a acomodação do comandante e guarnição etc); daí serem utilizadas duas
“tonelagens” diferentes, uma medida antes de serem feitas algumas dessas deduções (“tonelagem
de arqueação bruta” – TAB) e outra, como o resultado líquido depois de se fazer todas as
deduções (“tonelagem de arqueação líquida” – TAL).
A utilização da palavra “tonelagem”, no entanto, sempre gerou muita confusão, pois dava
a idéia de “peso” (em toneladas) quando, ao contrário, por definição, exprimia uma grandeza com
dimensão de volume (expresso em centenas de pés cúbicos). Segundo normas da Marinha do
Brasil a palavra “tonelagem” foi eliminada, sendo as capacidades volumétricas de bordo,
representadas pelas chamada “arqueação bruta” (AB) e “arqueação líquida” (AL), admitidas,
por definição, como sendo grandezas adimensionais, dadas por fórmulas como, por ex.:
AB = (0,200 + 0,0200) log10 V (onde V é expresso em m3)
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
24
Fator de Estiva – é a relação entre o volume e a massa da carga, considerando sua forma
ou embalagem de transporte.
Trim e banda; compassar e aprumar - Trim (ou compasso) é a inclinação para uma das
extremidades; o navio está pesado de proa, abicado, ou tem trim pela proa, quando estiver
inclinado para vante. Estará pesado de popa, apopado, derrabado, ou terá trim pela popa,
quando estiver inclinado para ré.
Trim é também a medida da inclinação, isto é, a diferença entre os calados AV e AR; é
expresso em metros ou em pés ingleses, dependendo da medida empregada no calado do navio.
Banda ou adernamento, é a inclinação para um dos bordos; o navio pode estar adernado,
ou ter banda para BE ou para BB; a banda é medida em graus.
Compassar ou fazer o compasso de um navio é tirar o trim, isto é, trazê-lo à posição de
flutuação direita quando estiver inclinado no sentido longitudinal. Quando um navio não tem
trim, diz-se que está compassado, ou que está em quilha paralela, ou em águas parelhas (mar,
mercante).
Aprumar, ou trazer a prumo um navio é tirar a banda, isto é, trazê-lo à posição de
flutuação direita quando estiver inclinado no sentido transversal. Quando um navio não tem
banda, diz-se que está aprumado. Quando um navio não tem banda nem trim, diz-se que está em
flutuação direita. Quando um navio tem trim, é preferível que esteja apopado; um navio abicado
é mais propenso a embarcar água pela proa, dispara os propulsores, e também é mais difícil de
governar.
Lastro; Lastrar - Lastrar ou fazer o lastro de um navio é colocar um certo peso no fundo
do casco para aumentar a estabilidade ou para trazê-la à posição de flutuação direita, melhorando
as condições de navegabilidade.
Lastro é o peso com que se lastra um navio. É comum os navios, e particularmente os
cargueiros, saírem leves de um porto, isto é, sem carga. Neste caso, em que se coloca bastante
lastro a fim de torná-la mais pesado, o seu expoente de carga consta quase que exclusivamente de
lastro; diz-se então que o navio está em lastro.
O lastro pode ser temporário ou permanente; o lastro permanente é constituído por areia,
concreto, sucata de ferro ou por linguados de ferre fundido; é usualmente empregado para
corrigir a má distribuição de pesos na estrutura devido a erro de construção ou à modificação na
espécie do serviço para o qual o navio foi construído.
O lastro temporário é sempre líquido e é geralmente constituído pela água salgada, que é
admitida ou descarregada por meio de bombas em tanques chamados tanques de lastro.
Geralmente os navios têm um tanque de lastro AV e um tanque de lastro AR, para
corrigir o trim. Lateralmente alguns navios têm também tanques de lastro para corrigir a banda.
Os compartimentos do duplo-fundo, distribuídos no sentido do comprimento e separados sempre
em tanques a BE e tanques a BB, são geralmente utilizados como tanques de lastro, corrigindo o
trim ou a banda.
Curvas hidrostáticas. - Ao projetar um navio o construtor naval calcula as propriedades
da forma da carena para um grande número de suas flutuações direitas. O resultado deste cálculo
é geralmente apresentado em curvas que podem ser chamadas "curvas características das
Fig. 6 – Arqueação – Contêineres de 40 pés e de 20 pés. Volume de AB = 1
40´ 12,2m
8´ 2,4m
8´ 2,4m
8´ 2,4m
8´ 2,4m
20´ 6,1m
3m
1,25m
1,25m
AB=14,26 AB=6,791 AB=1
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
25
propriedades hidrostáticas da forma do navio", ou mais simplesmente, curvas hidrostáticas. Estas
curvas podem ser traçadas num só desenho que é incluído nos planos gerais do casco; o modo
como são elas constituídas não é importante para o pessoal de bordo, aos quais interessa saber
apenas como utilizá-las.
Os desenhos das curvas hidrostáticas nem sempre são exatamente iguais uns aos outros,
diferindo quanto ao número de curvas apresentadas e também, de um país para outro, conforme o
sistema de medidas empregado. De modo geral, entretanto, elas têm o aspecto do que
apresentamos na figura a seguir.
As escalas verticais são escritas em pés (1 pé = 0,3048 metros) ou em metros, e
representam os calados médios na quilha. A escala horizontal em cima é escrita em toneladas (1
long ton = 1 016 quilos) :
Na parte inferior do desenho temos um perfil externo do navio: a linha inferior deste
perfil é a linha do fundo da quilha, e a linha da base moldada não está representada. As escalas
horizontais por baixo do perfil representam as numerações das balizas. Na base do gráfico há
uma escala graduada em polegadas para conversão das unidades.
Para a leitura das curvas hidrostáticas temos então três escalas: a vertical (de entrada do
calado) em pés (ou m) e duas horizontais, uma em toneladas inglesas, na parte superior
(deslocamento) e outra em polegadas na parte inferior. Todas as curvas são referidas ao calado
médio, mas nem todas se referem a toneladas; para estas são escritos, junto à curva, os fatores de
conversão que transformam a escala horizontal, em polegadas, na medida a empregar. Na parte
inferior, à direita, existe outra escala em polegadas, específica para a leitura das áreas de meias
balizas. Tudo isto torna o uso destas curvas aparentemente difícil, o que não é realmente,
conforme tentaremos mostrar com os exemplos apresentados a seguir, que se referem todos ao
navio da fig. 7.
Curva S (deslocamento em água salgada) e curva D , (deslocamento em água doce).
DESLOCAMENTO em toneladas
1000 2000 3000 500 1500 2500 3500
2
4
6
8
10
12
14
16
18
CA
LA
DO
M
ÉD
IO
CA
LA
DO
em
met
ros
2
1
5
6
3
4
1 3 4 5 6 7 8 9 10 ½ 9½
KB
1”=2’
TPIS
1”=2ton
S
D
LCF
1”=2’
MT1”
1”=20
ton.ft
LCB
1”=2’
KM
1”=2’
/ ‘ trim
AR
1” = 1,2 ton
/ ‘ trim
AR
1”=0,1 ton
Áreas ½ balisas
1” = 80 ft2
Escala de conversão em polegadas (”) para pés (’), toneladas (ton), toneladas x pé (ton.ft), pés2 (ft2)
1 2 3 4
5 6 7 8
9 3 AV 2 3 4 AR
m ft
WL 8’
WL 16’
1 3 10
2
1
2
3
4
Fig. 7 – Curvas Hidrostáticas de navio mercante de 3200 toneladas
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
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Exemplo (a) - Qual é o deslocamento em água salgada quando o calado é 10 pés?
Solução - Entra-se na escala vertical dos calados com o valor 10 pés e segue-se a linha
horizontal correspondente até interceptar a curva S ; lê-se o deslocamento na escala de toneladas
diretamente acima do ponto de interceptação - 1 800 toneladas.
Exemplo (b) - Qual é o deslocamento em água doce quando o calado é 12 pés?
Solução - Entra-se na escala dos calados com o valor 12 pés e segue-se a linha horizontal
correspondente até encontrar a curva D; lê-se o deslocamento na escala de toneladas diretamente
acima do ponto de encontro, 2.200 toneladas.
Curva KB, (posição vertical do centro de carena) e curva LCB, (posição longitudinal do
centro de carena).
Exemplo - Localizar o centro de carena quando o calado do navio é 10 pés.
Solução - segue-se a linha horizontal dos 10 pés até interceptar a linha de KB. Deste
ponto de interceptação segue-se a linha vertical para baixo até encontrar a escala em polegadas,
lendo-se: 2,6”.A altura do centro de carena acima da linha de fundo da quilha será de 2,6 x 2 =
5,2 pés (conversão indicada na figura: 1” = 2’).
Para a posição longitudinal do centro de carena, segue-se a linha horizontal do calado 10
pés até encontrar a curva LCB; lê-se, na escala de polegadas, diretamente abaixo deste ponto de
encontro, 0,6” AV da seção a meia-náu ( ). O fator de conversão escrito na curva é de 1” = 2’ ,
portanto, LCB = 1,2 pés AV da baliza 5.
Para o calado de 10 pés, o Centro de Carena (B) está a 5,2 pés acima da linha de fundo da
quilha e a 1,2 pés para vante da baliza 5 (seção a meia-náu).
Curva LCF, posição longitudinal do centro de flutuação.
Exemplo - Qual é o centro de flutuação para o calado de 14 pés?
Solução - Segue-se a linha horizontal do calado 14 pés até encontrar a curva LCF e lê-se,
na escala de polegadas abaixo deste ponto de encontro, o valor 2” AR. O fator de conversão
escrito nesta curva é 1” = 2’; logo, o centro de flutuação está a 4 pés, por ante a ré da baliza 5
(seção a meia-nau),
Curva TPI, toneladas por polegada de imersão .
Exemplo - Para o calado 6 pés qual é o número de toneladas por polegada de imersão?
Solução - Procura-se a interceptação da linha horizontal correspondente ao calado 6’ com
a curva TPI; diretamente abaixo deste ponto, na escala de polegadas, lê-se 8,5”. O fator de
conversão desta curva é 2ton / pol. Logo, para 6 pés de calado, o número de toneladas por
polegada de imersão é 8,5 x 2 = 17 toneladas.
Curva KM, altura do metacentro transversal acima da linha de fundo da quilha.
Exemplo - Quando o calado médio é de 12 pés, qual a altura do metacentro transversal?
Solução - Procura-se o ponto de encontro da linha horizontal de 12 pés com a curva KM,
segue-se a vertical a partir deste ponto para baixo até a escala horizontal onde se lê 8,7”. Como a
cada polegada (“) corresponde uma altura de 2’, o metacentro transversal está a 17,4 pés (17 pés
e 5 polegadas aproximadamente) acima da linha do fundo da quilha.
Curva MT1”, momento para variar o trim de 1 polegada - A leitura desta curva é feita de
modo semelhante à da curva TPI. Por exemplo, para 10 pés de calado o valor é 11,5” x 20 = 230
ton.pé.
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
27
Curva ’trim AR, correção ao deslocamento quando o navio estiver com 1 pé de trim
pela popa - Os deslocamentos e os calados deduzidos das curvas são corretos apenas para as
flutuações direitas, para as quais foi calculada a curva, ou para as suas flutuações isocarenas
determinadas por uma inclinação transversal do navio.
Se o navio estiver flutuando descompassado, isto é, com uma inclinação longitudinal, os
resultados obtidos na curva do deslocamento são considerados apenas como aproximação. Estas
aproximações são julgadas suficientes na prática para as inclinações longitudinais até 1 grau,
inclusive; se for desejada maior aproximação, aplica-se a correção que é dada pela
curva’trimAR .
Exemplo - Suponhamos que o navio esteja calando 15 pés AR e 13 pés AV. O
deslocamento em água salgada correspondente a seu calado médio 14 pés é 2.700 toneladas, lido
na curva S. Entrando na curva ’trim AR com o calado médio 14 pés, encontraremos na
escala horizontal 2,0 pol, o que corresponde a 2 x 1,2 = 2,4 toneladas / pé de trim pela popa.
Como o trim AR é de 15 – 13 = 2 pés, a correção de deslocamento será de 2,5 x 2 = 5 ton e o
deslocamento correto será 2700 + 5 = 2705 toneladas.
Exercício proposto:
Na página a seguir são apresentadas as curvas hidrostáticas de um navio hipotético
cujas dimensões principais são:
Comprimento entre PP – 245’ (75,7m); Boca moldada – 40’ (12,2m);
Pontal moldado – 19’(5,80m)
Supondo que os calados medidos AV e AR sejam: 16’ (4,88 m) , pede-se verificar a
correção dos valores extraídos das curvas e cálculos efetuados:
- Deslocamento em água salgada: S = 3.160 ton - = 3160 x 35 = 111 x 103 ft3
- Deslocamento em água doce: S = 3.080 ton - = 3080 x 36 = 111 x 103 ft3
- KM 8,3” 8,3 x 2 = 16,6’
- KB 4,3” 4,3 x 2 = 8,6’
- LCF 2,6” AR 2,6 x 2 = 5,2’ AR da
- LCB 0,2” AV 0,2 x 2 = 0,4’ AV da
- MT1” 12,4” (escala em “ com 0 à esquerda) 12,4 x 20 = 248 ton x ft / trim de 1”
- TPIS 9,6” 9,6 x 2 = 19,2 ton por in (“) de imersão em água salgada.
Área da linha d’água - AWL = TPIS / S x (1”) = 19,2 / (1/35)(1/12) = 8.064 ft2
Áreas das ½ Balizas (calado de 16’)
Balizas 1 2 3 5 7 8 9
Leitura (“) 2,3 3,5 3,8 3,9 3,8 3,4 2,0
Área (ft2) 184 280 304 312 304 272 160
Coeficiente de Bloco – CB = 110.600 / 245 x 40 x 16 = 0,705
Área da baliza 5 (seção a meia-náu)
Ax = 2 x 312 = 624 ft2
Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II
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Coeficiente de seção a meia nau – Cx = 624 / 40 x 16 = 0,975
Coeficiente da área de linha d’água – CWL = 8.064 / 245 x 40 = 0,823
Coeficiente prismático longitudinal – CP = 110.600 / 245 x 624 = 0,723
Coeficiente prismático vertical – CPV = 110.600 / 8.064 x 16 = 0,857
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