Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte I

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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 I

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Mecânica do Navio – INTRODUÇÃO – Parte II

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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

14

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

17

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

26

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