capacidades e limitações de rebocadores© 1,5 a bollard pull máxima de propulsores azimutais para...

17/06/2015

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Capacidades e limitações de

rebocadores

Julio Souza

Quando um navio está parado na

água, o tipo de rebocador a ser usado

na assistência não é tão relevante,

mas sim, a Bollard Pull desenvolvida.

Julio Souza

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Contudo, a partir do momento que o

navio tem movimento através da

água, o tipo de rebocador a ser

escolhido irá determinar a assistência

que poderá ser prestada.

Julio Souza

Assim, a escolha do tipo mais

adequado de rebocador e o seu

correto posicionamento para prestar

assistência a navios são importantes

aspectos no planejamento feito pelo

Prático.

Julio Souza

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Pivot Point

NÃO HÁ PONTO PIVÔ PARA UM NAVIO EM

CURSO RETILÍNEO

Julio Souza

Pivot Point

PP

Julio Souza

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4

Pivot Point

Julio Souza

Pivot Point

PP

PP

Deslocamento do ponto pivô mais para vante

Julio Souza

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PP

PP

Julio Souza

Pivot Point

CLP

O PONTO PIVÔ SÓ SURGE QUANDO HÁ

MOVIMENTO ROTACIONAL DO NAVIO.

Julio Souza

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Pivot Point

PP

Julio Souza

Pivot Point

PP

Nesta situação, considera-se o navio sem ter

trim pela proa ou pela popa (“even keel”).

Julio Souza

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Pivot Point

PP

Deslocamento do ponto

pivô mais para ré

Oposição de forças

hidrodinâmicas Ineficiência de Bow

Thrusters Julio Souza

Donkey-effect Pouca eficiência do rebocador nesta posição;

Movimento lateral do navio sem girar a proa;

Aparecimento de uma corrente lateral;

Navio pode girar na direção do rebocador; e

Giro dependerá das características do navio.

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Pivot Point

Linha

d’água

Even keel

Centro de Pressão

Lateral da parte

submersa do casco

Julio Souza

Pivot Point

Linha

d’água

Trimmed by stern

Centro de Pressão

Lateral da parte

submersa do casco

Julio Souza

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Pivot Point

Linha

d’água

Trimmed by bow

Centro de Pressão

Lateral da parte

submersa do casco

Julio Souza

Pivot Point

Julio Souza

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Pivot Point

Julio Souza

Pivot Point

Julio Souza

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Pivot Point

Julio Souza

Pivot Point

Julio Souza

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Pivot Point

Julio Souza

Pivot Point

Julio Souza

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Performance de rebocadores

A performance de rebocadores está intimamente

relacionada com as forças que atuam em 3

diferentes pontos, que são:

Ponto de tração ou de empurra;

Centro Lateral de Pressão; e

Centro de tração propulsiva.

Julio Souza

Ponto de tração

Julio Souza

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Ponto de tração

Julio Souza

Ponto de tração

Julio Souza

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Ponto de empurra

Julio Souza


O chamado ponto de tração (Pt) de um rebocador

é aquele, a partir do qual, é possível traçar uma

linha reta do rebocador em direção ao navio.

Sendo assim, nem sempre a posição do gancho

ou guincho de reboque será o local onde se situa

o ponto de tração (Pt).

Julio Souza

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O chamado ponto de empurra (Pe) de um

rebocador é aquele onde uma das partes do

rebocador toca o navio assistido e exerce uma

dada força.

O ponto de empurra (Pe), em geral, é a popa ou a

proa do rebocador. Julio Souza

Centro Lateral de Pressão

Centro Geométrico Centro Geométrico

Julio Souza

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Centro Geométrico

Julio Souza

Linha

d’água

Área geométrica onde se localiza

o Centro Lateral de Pressão

(CLP)

Rebocador Convencional Julio Souza

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Linha

d’água



(CLP)

Rebocador Trator Julio Souza

Linha

d’água

Rebocador Trator Reverso



(CLP)

Julio Souza

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Rebocador Trator

Rebocador Convencional

AFT

CLP

30%

CLP

40%

CLP

50%


Rebocador Trator


AFT

CLP

45%

CLP

50%

CLP

60%

Julio Souza

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Rebocador Trator


AFT

CLP

25%

CLP

35%

CLP

40%

Julio Souza


O Centro Lateral de Pressão (CLP) é o ponto

sobre o qual atua a resultante das forças

hidrodinâmicas incidentes na parte submersa do

casco de uma embarcação, sendo no nosso

caso, o rebocador e o navio assistido.

IMPORTANTE!

Julio Souza

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A força que atua no Centro Lateral de Pressão

(CLP) é muito afetada pela velocidade do fluxo

incidente sobre a área submersa, devido ao

princípio de Bernoulli.

Pressão Dinâmica = (ρ.V 2) / 2g

IMPORTANTE!

Julio Souza


Julio Souza

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Julio Souza

Momento de Forças

(P)

Propulsão

(CLP)

Centro de Pressão

LIFT

DRAG

Julio Souza

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Momento de Forças LIFT

DRAG

TRAÇÃO Julio Souza

Momento de Forças

LIFT

DRAG

TRAÇÃO Julio Souza

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Julio Souza


Julio Souza

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Altura Metacêntrica

Linha

d’água

Legendas

FORÇA PESO

Centro de Gravidade

Centro de Empuxo

EMPUXO

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Legendas

Centro de Gravidade

Centro de Flutuação

EMPUXO

Linha

d’água

FORÇA PESO

Momento de

Endireitamento Julio Souza


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Legendas

Centro de Gravidade

Centro de Flutuação

Linha

d’água

FORÇA PESO

Momento de

Emborcamento

EMPUXO

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GM = Altura

Metacêntrica GZ = Braço de

Endireitamento

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Metacentro Inicial (M) é o ponto de interseção

entre a linha vertical que passa pelo centro de

empuxo (E) da embarcação quando sem banda

(aprumada) com a linha que passa por um outro

centro de empuxo (E’) quando a embarcação tem

um ângulo de banda infinitamente pequeno.

Julio Souza


O Metacentro (M) deve estar sempre acima do

Centro de Gravidade (G), a fim de impedir o

emborcamento do casco da embarcação.

Quando o ângulo de inclinação se aproxima de

zero, a posição limite do metacentro torna-se um

ponto fixo, que é chamado de Metacentro Inicial.

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Julio Souza


Merchant Shipping Notice nº M1531 de Junho

de 1993:

Borda livre para banda < 10º;

Estanqueidade de acessórios; e

Mínimo valor de GM.

Fórmula utilizada para um dado rebocador

assistindo um navio com velocidade de 4 nós e

empregando o modo broadside (transversal). Julio Souza

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Mínima Altura Metacêntrica

Onde K = 1,524 + 0,08L – 0,45r

GM ≥ 0,076 x K

f x CB

Julio Souza

Cálculo do pior valor de Altura Metacêntrica

Julio Souza

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Cálculo do pior valor de Altura Metacêntrica

Julio Souza

Estabilidade do rebocador

FORÇA PESO

EMPUXO

Linha

d’água

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FORÇA PESO

EMPUXO

Linha

d’água

Julio Souza


FORÇA PESO

EMPUXO

Linha

d’água

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FORÇA PESO

EMPUXO

Linha

d’água

Julio Souza

Forças de Emborcamento

Legendas

Ponto de Tração


Linha

d’água

Julio Souza

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Forças de Emborcamento

Legendas

Ponto de Tração


Linha

d’água C-T

P-T

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Performance de Rebocadores

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Performance de Rebocadores

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Método Direto e Indireto

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Método Direto

P

T C

VELOCIDADE < 6 NÓS

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Método Direto

P T C

VELOCIDADE < 6 NÓS

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Método Indireto

P

T C

VELOCIDADE > 6 NÓS

Drag

Lift

F

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Método Indireto

P T C

VELOCIDADE > 6 NÓS

Julio Souza


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Julio Souza


Julio Souza

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A posição de (T) pode ser variável devido ao

uso de equipamentos no rebocador que mudem o

ponto de aplicação da força exercida pelo cabo

de reboque. Tais dispositivos podem ser do tipo

gancho radial ou o sistema Gob Rope.

O skeg é primordial para o Método Indireto de

assistência. Julio Souza

Linha

d’água

Sistema de Gancho Radial

Legendas

TRAÇÃO

Ponto de Tração

Centro Lateral de Pressões

C-T C-T

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Sistema Gob Rope

P

T

C

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Julio Souza

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1

4

3 2

5

6

Bow lines

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1

Julio Souza

3

4 5

2

Julio Souza

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6

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SHIP

CLP

30%

CLP

40%

CLP

50%

Pu

Pu

Pu

b

a

b

b

a

a

Trator-reverso e

ASD

Trator Cicloidal e

Azimutal

Convencional

a = P-Pu

b = C-Pu

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T

T

T

SHIP

Pu

Pu

Pu

b

a

b

b

a

a

CLP

30%

CLP

40%

CLP

50%

a = P-T

b = C-T

Assistência de rebocadores

Julio Souza

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Julio Souza


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LIFT

DRAG F

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Julio Souza


BZ DO MAR

Julio Souza

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Devido à força elástica nos cabos e algumas

restrições dos rebocadores portuários, os

mesmos possuem um limite para operarem em

condições de ondas e vagas, cujas alturas são:

a) Convencionais: 1,5 a 1,8 metros

b) Tratores, reversos e do tipo ASD: 2,0 metros

Julio Souza


Os rebocadores portuários também precisam de

boas condições visuais para prestarem

assistência a navios. Sendo assim, como regra

geral, o limite de visibilidade deve ser de, no

mínimo, 0,5 milha náutica.

Julio Souza

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Método Direto

Transverse Arrest Mode

Reverse Arrest Mode

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Reverse Arrest Mode

V ≤ 8 nós

Julio Souza

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Transverse Arrest Mode

V > 8 nós

Julio Souza

Reverse and Transverse Arrest

Julio Souza

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Julio Souza


Em velocidades do navio de até 8 nós, o Reverse

Arrest Mode pode gerar uma força de parada de

até 1,5 a bollard pull máxima de propulsores

azimutais para a ré.

Em velocidades maiores do que 8 nós, esta força

de parada cai rapidamente, independente da

potência aplicada, pois há sobrecarga do motor.

Julio Souza

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O Transverse Arrest Mode é outro método que

gera forças de parada nos navios assistidos e

usa a descarga dos seus propulsores

direcionados a 90° para fora, em relação a linha

de centro do rebocador.

No Transverse Arrest Mode é gerado uma alta

força de parada (braking assistance).

Julio Souza


No Transverse Arrest Mode, quanto maior for a

velocidade do navio e a velocidade de descarga

do propulsor, maior será o valor desta força de

parada (braking assistance).

No Transverse Arrest Mode são geradas forças

de parada maiores do que o valor da máxima

bollard pull a ré dos rebocadores. Julio Souza

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Com o Transverse Arrest Mode, pode ser gerada

uma força de parada de navios com velocidades

maiores do que 8 nós e sem sobrecarregar os

motores do rebocador, como acontece com o

Reverse Arrest Mode.

Ambos os métodos de assistência de parada

funcionam melhor quando os propulsores têm

nozzles. Julio Souza

ORDEM DE PREFERÊNCIA DE USO

DE REBOCADORES PARA OS

DIVERSOS TIPOS DE ASSISTÊNCIA

A NAVIOS

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1

1° - ASD-tug

2° - Combi-tug

3° - Conventional

4° - Tractor / Reverse-tractor tug

1° - Tractor/ ASD / Reverse-

tractor tugs

2° - Combi-tug

3° - Conventional

FORWARD TUG

ON A LINE

STERN TUG

ON A LINE

Julio Souza

3

4 5

2

1° - ASD-tug / Reverse/Tractor

2° - Combi-tug

3° - Conventional

Julio Souza

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Exercício

Julio Souza

Fim do capítulo 4

Julio Souza

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