arqnav_cap4.doc

...centro de gravidade da embarcação. Para o cálculo do momento restaurador, foi necessário apenas a determinação do novo centro de carena do volume submerso na nova condição inclinada. O braço do momento restaurador é dado pela distância horizontal do centro de gravidade ao centro de carena. Se, como efeito da banda ou trim, cargas se movem dentro da embarcação, o centro de gravidade do conjunto muda de posição. Isso altera o braço de restauração e, portanto, o momento restaurador. Naturalmente, não há como prever o deslocamento de cargas sólidas que se desprendam de seu local de fixação durante uma viagem, e menos ainda a nova posição que ocuparão ao se deslocar, exceto para algumas cargas à granel, especialmente as cargas líquidas. Um exemplo comum em semi-submersíveis é a fixação do riser de perfuração na catarina (ficando solidário a plataforma como se fosse um pêndulo), o que representa uma carga de direção variável em relação à plataforma, já que o riser tem movimentação angular independente da estrutura que o fixa. Cargas granéis, como cereal ou minério, possuem um ângulo crítico a partir do qual sofrem deslocamento e requerem um estudo especialmente dirigido a cada caso. O ângulo crítico (SYMBOL 97 \f Symbol) é ilustrado na figura 4.14. EMBED PBrush \s Figura 4. AUTONUM Ângulo crítico de granéis sólidos Se o navio, que joga em ondas, ultrapassa o ângulo crítico ou de equilíbrio, a carga se desloca. Com o deslocamento da carga, o centro de gravidade do conjunto se desloca, e o navio toma uma banda de tal modo que o centro de carena também se mova para a mesma vertical que passa pelo CG. Então o navio passará a jogar sob um ângulo inclinado. Um no vo jogo deslocará mais o CG e deslocamentos progressivos poderão acontecer.É grande o número de navios que emborcaram como consequência desse fenômeno. Uma solução simples é a disposição de anteparas longitudinais, semelhantes a pranchas, que são encaixadas em perfis metálicos, denominados shifting boards, na parte superior dos tanques. Se o navio não possui dispositivo para evitar esse escorregamento progressivo da carga e isso começar a acontecer durante uma tempestade, nada poderá ser feito para evitar uma banda progressiva, que pode eventualmente levar o navio ao emborcamento. Graneis líquidos são particularmente importantes no que diz respeito a esse fenômeno já que estão necessariamente presentes a bordo. Seu efeito deve ser sempre considerado, quer nos cálculos de estabilidade, quer no dimensionamento geométrico dos tanques que, como se verá, tem grande influência na variação do braço de endireitamento da embarcação. Se o corpo flutuante possui um tanque parcialmente cheio, o fluído se deslocará com a banda ou trim. O problema de deslocamento dinâmico foge do escopo dessas notas e tratar-se-á aqui de deslocamentos estáticos apenas. O centro de gravidade do fluído será deslocado na direção da banda ou trim, o que, como se verá, tem um efeito maléfico na estabilidade. Se o processo é quasi-estático, a nova superfície do líquido será paralela a nova linha dágua da embarcação, o que permite a determinação de seu novo centro de gravidade. O processo matemático para determinar essa alteração na estabilidade é idêntico àquele seguido para determinação do braço de endireitamento. Deve-se calcular, para cada ângulo de inclinação, a nova posição do centro de gravidade do líquido dentro do tanque, e com isso obter a posição do centro de gravidade do navio. Como o deslocamento do CG sempre se dá na mesma direção da banda que toma a embarcação, o braço de endireitamento é sempre diminuído, semelhantemente ao lado direito da figura 4.10. Analogamente à determinação do braço de endireitamento do navio, o efeito de superfície livre é efetuado em dois estágios: efeito na estabilidade inicial efeito na estabilidade para ângulos de banda elevados 4.5.1 Efeito na Estabilidade Inicial Da mesma maneira que se definiu metacentro do navio, pode-se definir metacentro de um determinado tanque, como a posição no espaço ocupada pelo ponto de intersecção de duas verticais, em inclinações diferentes, que passam pelos respectivos centros de carena do tanque, coincidentes com seu centro de gravidade ( líquidos homogêneos ). Figura 4. AUTONUM Metacentro de um tanque O segmento bb1, de que se move o centro de volume do tanque, tem direção paralela a reta que une os centros das cunhas a e c e tem módulo dado por: (ver Estabilidade Inicial) EMBED Equation (1) onde itanque é o momento de inércia da superfície livre do tanque em relação a um eixo longitudinal ao navio, que passa pelo centro da área da superfície do tanque e (tanque é seu volume. Dessa maneira, definindo a altura metacêntrica do tanque como gm, deve-se ter: EMBED Equation (2) O deslocamento do centro de gravidade do tanque de uma distância bb1 leva a um deslocamento do centro de gravidade do navio ou plataforma de tal forma que: EMBED Equation (3) e portanto EMBED Equation.3 (4) Deve se notar que a movimentação do centro de...

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