Navio nomenclatura e coeficientes de forma.pdf

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia Naval e Oceânica

PNV-2300 – Introdução à Engenharia Naval O Navio

Marcos M. O. Pinto [email protected]

O que é e o que precisa o navio?

• carga

• espaço

• flutuaçao

• Suporte

estrutural

• acessos

• Propulsao

e manobra

• comando

Geometria do Navio Na determinação da geometria de uma embarcação, é usual em engenharia naval utilizar um conjunto de dimensões principais, coeficientes de forma e relações adimensionais . • Descrevem as dimensões da embarcação nas

Dimensões Principais

direções longitudinal, transversal e vertical e definem 80% do seu desempenho

• Coeficientes

Coeficientes de Forma

admensionais que comparam embarcações de # tamanhos e fornecem informação de mais 15% do seu desempenho. Muito úteis na comparação das embarcações

• Descrição geométrica detalhada do casco e de

Plano de Linhas

sua superfície e que completa a definiçõa dos outros 5% do seu desempenho

As dimensões principais definem a geometria de uma embarcação nas três direções e são características muito importantes para o seu projeto.

L



Comprimento, em inglês Length (L )



Boca, em inglês Beam (B)



Calado, em inglês Draft (H)



Borda Bo rda L ivre, ivre, em inglês Freeboard (F)



Pontal, em inglês Depth (D)

B F D H

Medidas de porte – Aqui dá confusão

Gross Tonnage

• Tonelagem Bruta: soma de todos os volumes dos espaços

Deslocamento

• Deslocamento: é o peso massa do volume de água deslocada

DWT Deadweight

DWT de carga

Peso Morto

cobertos, fechados de modo permanente e estanques à água que não estejam sob pressão.

pelo navio. Usialmente medido em toneladas ou ton (tonelada inglesa) embora se refira sempre a toneladas força • Tonelada de Porte Bruto: peso, em toneladas métricas, que o

navio é capaz de receber a bordo sem prejuízo de suas condições de segurança, isto é, carga, combustíveis, tripulação, etc... Em geral refere-se ao DWT como a carga total que um navio pode receber. • Tonelada de Porte Bruto da carga: análogo ao DWT porém

considerando somente a carga transportada

• Peso Morto: peso leve de um navio, sem carga a bordo.

Nomenclatura fundamental

Proa, Meia-nau e Popa

Bombordo e Boreste

Casco Simples, Duplo Fundo e Casco Duplo

Conveses, cobertas, plataformas

Pau de Carga Convés Principal

Paiol da Amarra

Tijupá Passadiço Escotilha

Porão 5

Túnel do Eixo Tanque de Colisão AV

Porão 4

Praça de Máquinas

Antepara Estanque

Porão 3

Porão 2

Duplo-Fundo

Porão 1

Tanque de Colisão AV

Nomenclatura: elementos geométricos

a. INTRODUÇÃO

boca

Nomenclatura. Termos Náuticos

Plano Diametral popa

comprimento

tombadilho

boreste

AR

superestrutura proa

convé s

castelo bochecha AV

bombordo

linha d’água

calado AV

borda livre

pontal

Obras Vivas

alheta

calado AR

Obras Mortas

Fig. 1 – Nomenclatura do Navio

Nomenclatura : Estrutura dos Cascos Metálicos bico de proa

antepara de colisão

braçola da escotilha chapeamento do convés

sicorda

castelo

cavernas vau pé de galinha

trincaniz

longarina teto do duplofundo borboleta

bochecha de BB

boeiro

forro exterior

longarinas

cavernas quilha longarinas

bojo

hastilha

resbordo s

Nomenclatura fundamental

SUPERESTRUTURA TIJUPA

MASTRO DE VANTE

AMANTILHO CHAMINÉ

CASTELO DE PROA

PAUS-DE-CARGA PLATAFORMA APARELHO DE ESCOTILHA

IÇAR MOTOR DO LEME

ESCOTILHA

ESCOTILHA

PAIOL DO MESTRE CONVÉS

MADRE DO LEME

PORÃO LEME

PÉ-DO-CADASTE

PORÃO

PORÃO

PORÃO

PORÃO

COBERTA COBERTA TANQUE DE COLISÃO AV

TÚNEL DO EIXO TANQUE DE ÁGUA DOCE OU DE ÓLEO TANQUE DE COMBUSTÍVEL NO DUPLO FUNDO COLISÃO AR

PAIOL DA AMARRA TANQUE DE ÓLEO

Nomenclatura fundamental Convés Vau do Convés

Chapeamento do Convés Trincaniz do Convés

Antepara Estanque

Vau da Coberta Cavernas

Costado

Chapeamento da Coberta

Cobertas

Pé-de-Carneiro Forro Interior do Fundo (Teto do Duplo Fundo)

Bojo Forro Exterior do Fundo

Longarinas ou Longitudinais

Quilha

Duplo Fundo Duplo

Fundo

Cavernas Cavernas Hastilhas Hastilhas

Tipos de Navios – As grandes classes de produtos Transporte de óleo cru e derivados (28.3%) Transporte de minérios e granéis secos (29.2%) Navio graneleiro

Navio tanque

Transporte de carga geral (26.5%) Demais usos (15.9%)

Navio de passageiros

Navio porta-container Fragata

Ao mapear os diferentes setores da atuação naval fica evidente sua principal função: o comércio Militar

Comércio Bélico Patrulhamento

Indústria

Carga Graneleiros Petroleiros Graneleiros sólidos Químicos Gases liquefeitos Combos

Auxiliares

Pesca MODU FPSO Shuttle Tankers Dragas Lança Cabos

Rebocadores Pilotos Supply Salvamento Combate a Incêndios Combate à Poluição Quebra-Gelos Pesquisa

Carga unitizada Porta-Contêineres Ro-Ro Porta-Barcaças

Carga geral Multipurpose Box Type Heavy Lift Reefer

Passageiros Cruzeiro Ferries Log Carriers Cattle Carriers

• Em 2007, apenas 35% das

embarcações com peso bruto acima de 100 toneladas não eram comerciais

O número de embarcações existentes é maior quanto menor o custo de transporte • A tabela 2.5 (a seguir) divide

a frota em 47.433 navios que transportam carga e 26.880 que não realizam essa operação. Entre as embarcações que transportam granéis, havia 8.040 tanqueiros em julho de 2007, sendo que aqueles com mais de 60.000dwt transportam óleo cru, e os menores, derivados do petróleo como gasolina e óleo combustível.

Os navios tanque são Destinados ao transporte de granéis líquidos. Os maiores navios do mundo são navios tanque.

•10.000 DWT < Carga < 565.000 DWT •9000 t < Deslocamento < 500.000 t

Valores típicos dos coeficientes

Cb 0.76

CM 0.97

Cp 0.77

C Awl 0.84

Graneleiro

Four Coal

Front Breaker

• • • • •

Fu Da

Objetivo: levar muita carga solta Cb alto (entre 0,7 e 0,8) L/B baixo (entre 5 e 6) Se parece com uma caixa de sapato Navios geralmente de grande porte (> 250m) para rotas intercontinentais – ex. exportação de soja para China

Dimensoes principais e relações de forma de um navio Dimensões principais Definem o navio e buscam otimizar algum critério objetivo, como por exemplo carga transportada ou custos de transporte

D H L

B

Relações de forma • L/B – quanto maior, menor

Antecipam o comportamento do navio em mar e possuem uma faixa característica para cada tipo de navio

resistência de onda e menor a estabilidade • D/H – cargas com densidade menor que 1 permitem D/H maior, melhora a resistência • B/H – relacionado à estabilidade, quanto maior, melhor • Cb – quanto maior, mais parecido com uma caixa será o navio, relaciona-se principalmente com a resistência ao avanço

Diferentes funções e influencia nas formas

• Turismo/ Lazer

• Carga pesada e barata

• Águas fluviais

• Carga cara e pesada

• Gelo

• Carga cara e leve/ fragmentada

• Apoio/ rebocador

• Águas abrigadas

• Ancoramento/ sistema fixo

• Passageiros/ travessias

Graneleiro

Four Coal

Front Breaker

• Objetivo: levar muita carga • Cb alto (entre 0,7 e 0,8) • L/B baixo (entre 5 e 6) • Se parece com uma caixa de sapato • Navios geralmente de grande porte (> 250m) para rotas intercontinentais – ex.

exportação de soja para China

Fu Da

Ilse

Ivan Bogun

Jian Qiang

Kontula

Navio Porta-container

Detalhes do Navio • Cap. = 4.038 TEU • LOA = 292.15 m • Bmld = 32.2 m • hproj. = 11.2 m • VS = 23.4 nós

Características do Projeto • Requisito : Manuseio rápido e

eficiente da carga. • Armazenagem celular e vertical (guias verticais nos porões). • Escotilhas se estendem de bordo a bordo. • Castelo de proa elevado - Flare largo. • Altas velocidades - Formas esbeltas de casco.

Aglaia1

Akinada Bridge • Objetivo: levar carga o mais rápido possível – conteúdo de alto valor • Cb médio (0,6-0,7) • L/B alto (entre 6 e 7) • Seu casco mais esbelto permite maior

velocidade • Navios que operam no Brasil são de 3.000 TEUs. Nas rotas orientais eles chegam a superar os 10.000 TEUs

Al-Abdali

Alianca Brasil

Anke Ehler

Amsteldijk

Cap Blanco

APL Pearl

Arctic Fox

Arctic Ocean

Asir

Chiswick Bridge

City of Tunis

CMA CGM

Colombo Express

Petroleiro

Detalhes do Navio • DWT = 306.430 ton. • LOA = 331.5 m • Bmld = 58 m • hproj. = 21.7 m • VS = 16 nós

Características do Projeto • Capacidade de carga é o fator mais

importante • Pequena borda livre • Superestrutura pequena e a ré

Anna Knutsen

Cielo del Baltico

• Objetivo: levar o máximo de carga asdfasdfasdfasdfasdfasdfasdfasdf possível asdfasdfasdfasdfasdfasdfasdfas Cb alto (entre 0,8 e 0,9) •dfasdfasdfasdfasdfasdfasdfasdf L/B baixo (entre 5 e 5,5) •asdfasdfasdfasdfasdfasdfasdfas Possuem várias dimensões usuais como •dfasdfasdfasdfasdfas

Panamax, Suezmax, Aframax, VLCC, ULCC (este ultimo, L/B pode chegar a 4,5)

Front Ardenne

Iran Sarvestan

Jjuanita

Minerva Eleonora

Saint Petersburg

Ferries

Birka Princess

Falkenstein

• Objetivo: levar carga leve (pessoas) com

segurança • Cb baixo (entre 0,55 e 0,6) • L/B baixo (entre 5,5 e 6) • São de pequeno porte, para transporte de curta distância. O principal fator de projeto é a estabilidade da embarcação, e por isso B/H deve ser alto

Hansestar

Ferries

Regina Baltica

Silja Europa

Red Eagle

Mariella

Navio de Carga Geral

• DWT = 29.500 ton • Casco duplo • Guindastes hidráulicos • Loa = 181m • Bm= 26m • Hproj=9,67m • V=14nós • Motor – 5.760 kW e

115,9 rpm

Navios de carga geral

Abyot

Al Rahim

• Objetivo: levar carga – podem ser

projetados para uma carga específica ou para carga geral • Cb entre 0,55 e 0,7 • L/B entre 5,5 e7 • Na China, a navegação interior é feita com navios de carga geral de pequeno porte. Ele também podem atender a uma rota internacional.

Alblas

Alliance

Beta

Beluga Recommendation

Greta C

Brake

Da Quiang

Danica Hav

Eugenie-M

Navio de Passageiro

Detalhes do Navio

Características Características do Projeto

• Pass.= 1.950

• Borda livre alta

• VS = 21 nós

• Grande superestrutura

• Propulsão Diesel-Elétrica

• Redução ruídos: vibração motores

AIDAcara

Amsterdam 1

• Objetivo: levar pessoas com luxo e por

longas distâncias • Cb baixo (~0,6) • L/B baixo (entre 5,5 e 6) • São de grande porte (>200m) e possuem estabilidade excepcional (B/H alto), que permite grande estrutura acima do deck sem comprometer a restauração

Aurora

Crystal Symphony

Birka Paradise1

Crystal Harmony

Jewel of the Seas

Product & Gas Tankers

Amonith

Bitten Theresa

• Objetivo: transportar produtos químicos

com segurança • Cb médio (entre 0,75 e 0,8) • L/B baixo (entre 5,5 e 6) • São de médio porte (100 - 200m) e são construídos tipos específicos para cada produto a ser transportado. Possuem alto conteúdo tecnológico.

Bonito

Product & Gas Tankers

Bow Hunter

Dansborg

Ekturus

Norman Lady

Rebocador Detalhes do Navio • LOA = 32.72 m • Deslocamento = 660 ton • Bmld = 11.96 m • DCostado = 5.0 m • Motor : 2 x1.800kW x 121 rpm • V = 13.85 nós • Propulsores azimutais

Características do Projeto • Alta manobrabilidade. • Ponte de comando com boa

visibilidade em todas as direções. • Potência dimensionada pela capacidade de reboque. • Propulsão : Tubo Kort, Azimutal, Voith-Schneider.

Bugsier 21

Fairplay V

• Objetivo: empurrar navios • Cb baixo (~0,55) • L/B baixíssimo (entre 4 e 5) • Não carregam carga e precisam de

estabilidade extra para aguentar choques com outros navios. Possuem até quatro motores.

Johannes Matthies

Svava

ZP Chalone

Tug

Bugsier 17

Navio Ro-Ro Detalhes do Navio • DWT = 6600 ton • Pass. = 300 • LOA = 179.6 m • Bmld = 27.2 m • hproj. = 6 m • VS = 18.5 nós

Característica do Projeto • Grande área de convés • Altura suficiente para carga • Acesso externo : Popa, proa • Rampas internas; elevadores • Motores limitados: altura

Grande Napoli

Hoegh Herlin

• Objetivo: levar carga com muito volume

(veículos) • Cb baixo (~0,65) • L/B baixo (entre 5 e 5,5) • Precisam de estabilidade para transportar carga volumétrica. Usualmente são de médio porte (entre 100 e 200m)

Hual Dubai

Hual Transporter

Morning Sapphire

Perseus Leader

Talisman Sea

Grande Napoli

Hoegh Herlin

• Objetivo: levar carga com muito volume

(veículos) • Cb baixo (~0,65) • L/B baixo (entre 5 e 5,5) • Precisam de estabilidade para transportar carga volumétrica. Usualmente são de médio porte (entre 100 e 200m) e podem transportar pessoas

Hual Dubai

Outros CATAMARÃ • Objetivo: ser transparente à resistência de ondas • Cb médio (~0,7) • L/B alto (entre 9 e 13) • Soma estabilidade a baixa resistência ao avanço, ideal para altas velocidades e pouca carga.

FRAGATA • Objetivo: ser ágil e levar grande quantidade de material bélico • Cb médio (~0,7) • L/B alto (~8,5 ) • Precisa ser esbelto (L/B alto) para atingir velocidades elevadas em ação, porém enfrenta problemas sérios de estabilidade

Embarcações com Hidrofólio (1)

Pass : 64

D

= 28 ton.

V S = 70 km/h.

Características do Projeto •Aplicação águas rasas. •Sustentação controlada pela proximidade do fólio à superfície livre. •Eixo propulsor inclinado (~9o) . Simples e robusto.


Características do Projeto •Águas costeiras: mares médios. •Sustentação: Variação imersão dos fólios. •Inerentemente estáveis. •Simplicidade de construção e operação. •Motores

Diesel. •Inclinação maior do eixo: maior calado de operação

Pass : 125 nós.

D

= 60 ton.

V S = ~30


Características do Projeto •Melhor desempenho em mar aberto. •Fólio totalmente submerso. •Controle de atitude semelhante avião: atuadores modificam ângulo cia fólio ou dos flaps. •Controle de peso.

Pass : 350

D

= 110 ton.

V S = 42 nós

A redução nos custos e o aumento da demanda tem impulsionado um incremento nos tamanhos dos lotes e dos navios Evolução do tamanho médio dos navios

• O crescimento no porte de

graneleiros, LNG e portaconteineres mostra que o ganho de escala de aplica a todos • Marcos, você disse para usar essa figura e uma de conteineiros que eu tenho. Não• me recordo que se figura Portos que não é, mesmo após dar uma olhada nas figuras deixarão que eu de ser adaptarem tenho. Qual é? competitivos • O tamanho médio dos petroleiros reduziram na década de 80, devido a uma redução nos tamanhos dos lotes

O ganho de escala fica evidente quando se compara navios que transportam o mesmo tipo de carga e diferenciam-se apenas no tamanho Economia de custos com aumento dos navios – graneleiros

• Movimentar granel em um

Capesize é 60% mais barato do que transportar em um Handy • Portos com infraestrutura suficiente (tamanho do calado, do cais, equipamentos) são fundamentais para atender às necessidades comerciais da região

• Slide com o tamano dos navios Handy,

Handy max, panamax, Aframax, Suezmax, VLCC,ULCC

Classes de navios de carga • 10.000
• 15.000 < DWT < 50.000 Handymax • L=170m B=20m H=9m

Suezmax

• 50.000 < DWT < 80.000 • São os maiores navios que conseguem cruzar o Canal do Panamá Panamax • L = 250m B= 30m H=12m

Aframax

• 80.000 < DWT < 120.000 • São os maiores navios segundo a c lassificação AFRA (Average Freight Rate Assessment) • L=230m B=40m H=14m

VLCC

• 120.000 < DWT < 200.000 • São os maiores navios que atravessam o Canal de Suez Suezmax • L=270m B=43m H=18m

VLCC

• 200.000 < DWT < 300.000 • L=330m B=55m H=20m

ULCC

• DWT > 300.000 • L>400m B=60m H=23m

Malaccamax

• DWT > 380.000 • L = 470m B=60m H=20m • Quando construídos, serão os maiores navios a cruzar o estreito de Malacca

ULCC

A economia de escala advém do melhor desempenho e custos de afretamento, por tonelada, de navios maiores Dados em Premissas do cenário • Dias de porto (por viagem) • Dias de afretamento • Velocidade (nós) • Preço do combustível (USD/ton) • Backhaul (0%) Custo por tonelada carregada Toneladas transportadas por ano Dias por viagem

Tamanho do navio

6 350 14 200 0

dwt 170.000 72.000 46.000 30.000

Custo do navio pa Custo de combustível Toneladas transportadas pa

Custos de afretamento

Custos de combustível

$/dia $ mill pa 24.374 8,53 16.360 5,73 13.657 4,78 11.494 4,02

Tons/dia $ mill pa 39 2,73 30,5 2,135 24,3 1,701 22 1,54

Dias por viagem

Velocidade

24

Dias de porto (por viagem)

Variação de custo de frete e toneladas transportadas por tamanho da rota

Milhões de toneladas

2 1.5 1 0.5

Rota: 8.000 milhas

0 46,000

Milhões de toneladas

$/t

2.5

72,000

$/dwt/pa 66 109 141 185

Capacidade do navio (dwt)

Tamanho da rota

$/t

170,000

Total $/dwt/pa

Dias afretado

Variação de custo de frete e toneladas transportadas por porte de navio 14 12 10 8 6 4 2 0

backup

Características das embarcações

Independente do tamanho do navio ele fará 15 viagens anuais, navegando por 260 dias totais

12 10 8 6 4 2 0

2.4 1.8 1.2 0.6

Porte do navio: 72.000 dwt

(milhas )

30,000(dwt)

Custo total por tonelada transportada ($/t)

0

Custo total por tonelada transportada ($/t)

A tabela mostra os diferentes valores relativos ao transporte de carga e volume de viagens para cada tamanho de rota e de navio, considerando as premissas assumidas no chart anterior

Esses valores estão representados nos gráficos do chart anterior

• Os custos totais por

tonelada seguem a mesma proporção de acordo com o tamanho do navio, embora aumentem para rotas

As restrições de navegação para as dimensões dos navios ocorrem principalmente em três regiões do mundo. CANAL DO PANAMÁ •Comprimento: 305 m •Boca: 33.5 m •Calado: 26 m •Altura: não há

CANAL DE SUEZ •Comprimento: não há •Boca: 77.5 m (em algumas situações) •Calado: 19 m •Altura: 68 m

ESTREITO DE MALACA •Comprimento: 470 m •Boca: 60 m •Calado: 23 m •Altura: não há

O Knock Nevis é o maior objeto móvel já construído pelo homem. Transformado em FPSO em 2004, ele comporta mais de 4.000.000 de barris de petróeo, o equivalente a mais de 18.000 caminhões tanque. •Nome: Knock Nevis

(antigo Jahre Viking) •Comprimento: 458.4 m •Boca: 68.9 m •Calado: 24.5 m •Capacidade : 565.000

DWT

Knock Nevis - Comparações

Os navios graneleiros são destinados ao transporte de granéis sólidos e minérios.

•10.000 DWT < Carga < 365.000 DWT •9000 t < Deslocamento < 350.000t


Cb 0.78

CM 0.99

Cp 0.78

C Awl 0.84

O Berge Stahl opera na rota São Luís/MA – Roterdã transportando minério de ferro para a Companhia Vale do Rio Doce. Devido ao seu calado, ele só atraca nestes dois portos no mundo inteiro. •Nome: Berge Stahl •Comprimento: 343 m •Boca: 65 m •Calado: 23 m •Capacidade : 365.000

DWT

Os navios porta containers transportam somente carga conteineirizadas e são o principal meio de transporte de mercadorias em geral.

•2.000 TEUs < Carga < 15.000 TEUs


Cb 0.71

CM 0.98

Cp 0.72

C Awl 0.80

Os navios porta containers transportam somente carga conteineirizadas e são o principal meio de transporte de mercadorias em geral.

O Emma Maersk é o maior conteineiro do mundo. Com pintura do casco em silicone, que dimunui a resistência do casco, ele economiza 1,2 milhão de litros de combustível por ano. Trabalha com 11 portêineres para carregar e descarregar os containers, cada um a 27 mov/hora.

•Nome: Emma Maersk •Comprimento: 397 m •Boca: 56 m •Calado: 15.5 m •156.000 DWT •Capacidade : 15000

TEUs (estimado pois não se conhecem seus dados verdadeiros)

Os navios de passageiros transportam pessoas nas mais diversas rotas ao redor do mundo.

•1000 < Passageiros < 3000 •Velocidade de cruzeiro: 21 nós •Cascos com forma esbelta e grande borda livre •Baixo CB (0,6) e L/B (entre 5,5 e 6) •L > 200m

O Queen Mary II foi lançado em 2004 sendo o maior navio de cruzeiro já construído. Tem uma altura total de 72 metros. Seu comprimento é equivalente a 5 jatos A-380. Transporta mais de 3.000 passageiros e tem uma tripulação de 1.250 pessoas. Queen Mary II

•Nome: Queen Mary II •Comprimento: 345 m •Boca: 41 m •Calado: 10.1 m •Capacidade : 3000

passageiros

Comparações

O plano de linhas é o conjunto de vistas e cortes ortogonais às três direções principais - longitudinal, transversal e vertical - e que representa o contorno das linhas do casco.

Plano de Linhas D’água

Plano de Alto

Plano de Balizas

Os coeficientes de forma são úteis nas estimativas de potência e para expressar o preenchimento de volume das formas do casco em geral e das formas das seções transversais e linhas d’água. •

Coeficiente de bloco (CB) Este coeficiente mede quão cheias são as formas do navio. Deslocamento Volumétrico

Indica a proporção entre as formas do navio e uma caixa de dimensões L, B e H.

• Menor capacidade de carga • Aproxima-se menos da forma do

Navios com baixo C B

paralelepípedo circunscrito à embarcação

• Maior capacidade de carga • Sua forma se assemelha a do

Navios com alto C B

0,20 < C B < 0,80

paralelepípedo de dimensões L, B e H.

Regressão de Towsin, baseado em Watson e Gilfillan:


Coeficiente Prismático (CP ) É a relação entre o volume deslocado e o produto de L pela área da seção mestra. 0,55 < C P < 0,90 Este coeficiente é usado nos estudos de velocidade e potência. Também pode ser visto com função do número de Froude.

Navios com baixo C P

Navios com alto C P

• Maior velocidade • Requerem menos potência • Possuem forma mais alongada com

conicidades significativas nas extremidades

• Menor velocidade • Requerem maior potência • Possuem formas mais cheias, com corpo

paralelo médio maior


Coeficiente de Seção Mestra (CM) É a relação entre a área da parte imersa da seção a meia-nau e a área do retângulo circunscrito.

Este coeficiente se relaciona à flutuação carregada e indica o quanto a área da seção mestra ocupa do retângulo B x H.

0,75 < C M < 0,99

Atual best practice na Alemanha Benford – Série 60:

Schneekluth e Bertram: (Kerlen) (HSVA Linienatlas)


Coeficiente da Área de Flutuação (CWL) É a relação entre a área de flutuação e o retângulo circunscrito a ela.

Indica o quanto a área de flutuação ocupa do retângulo L x B.

Como o formato da área de flutuação projetada se correlaciona bem com a distribuição de volume ao longo do comprimento, o C WL pode ser estimado a partir de um dado Cp.

0,67 < C WL < 0,85 Note-se que a dependência de C WL com relação ao formato da área de flutuação implica em uma forte correlação com as propriedades de inércia e, portanto, com os valores de BM.


Coeficiente de Almirantado (CALM) Relaciona uma determinada velocidade e a potência requerida para atingi-la. 2/3

3

Como a velocidade aparece ao cubo, segue que o coeficiente de almirantado, e consequentemente a potência requerida para atingir esta velocidade, cresce rapidamente com o aumento da velocidade da embarcação. Ajuda nas fases preliminares de projeto onde fornece uma estimativa da potência requerida segundo o requisito de velocidade da embarcação.

Os coeficientes de forma são úteis nas estimativas de potência e para expressar o preenchimento de volume das formas do casco em geral e das formas das seções transversais e linhas d’água.

Os métodos paramétricos utilizam, além dos coeficientes de forma, adimensionais baseados nas dimensões principais do navio. – L/B – Indica a esbelteza da embarcação • Os valores típicos de L/B variam

L

4,0, L ≤ 30 m

B

4 < L/B < 10

de 4,0 a 10,0 e Watson e Gilfillan recomendam: 4,0+0,025.(L –30), 30 m≤L ≤130 m 6,5 L ≥ 130 m

O raio de giro da embarcação maior também é maior que o da outra

• L/B pode ser usado para escolhas

independente de L e B ou para conduzir à escolha de determinado B, a partir de um L inicial.

E também se relaciona com a resistência ao avanço e a manobrabilidade:

A resistência cresce quando L/B diminui

Os métodos paramétricos utilizam, além dos coeficientes de forma, adimensionais baseados nas dimensões principais do navio. – B/H – Predição efetiva da estabilidade intacta inicial da embarcação, além de

influenciar na resistência residual, estabilidade transversal e superfície molhada. BMT é afetado primariamente pela boca B. Na verdade por B2/(CB.T)

O acréscimo de 3% antecipa efeitos de superfície livre.

KG é afetado de maneira direta pelo pontal (B/H).

Limites encontrados na literatura: • Navios com limitação de peso: B/H

máx

• Navios com limitação de volume: B/H

≈ 1,90

máx

≈ 1,65

• Extremos recentes: • petroleiros: B/H máx ≈ 1,91 • graneleiros: B/H máx ≈ 1,88 • conteineiros: B/H • ULCCs: B/H

máx

máx

≈ 1,70

≈ 2,50

1.8 < B/H < 4

Os métodos paramétricos utilizam, além dos coeficientes de forma, adimensionais baseados nas dimensões principais do navio. – L/D – Relaciona-se diretamente com a estbilidade estrutural longitudinal da

embarcação. Onda de comprimento muito menor que o comprimento do navio

Onda de comprimento muito maior que o comprimento do navio

Onda de comprimento crítico (alquebramento)

Onda de comprimento crítico (tosamento)

• Nas embarcações com comprimentos na faixa dos 100m aos 300m, o momento-fletor devido aos carregamentos de ondas é o principal fator que influencia na resistência estrutural do casco. • Nessa faixa, o momento-fletor cresce com

o comprimento do navio. • A habilidade do casco em resistir a esses momentos depende do momento de inércia na seção-mestra (que varia com B e D 3). • Portanto, a razão L/D está relacionada com a habilidade do casco em resistir aos momentos longitudinais. • Cada sociedade classificadora possui regras próprias que levam em consideração os limites para esse coeficiente.

7.5 < L/D < 22.5

Marés são as alterações do nível das águas do mar causadas pela interferência gravitacional da Lua e do Sol (esta última com menor intensidade, devido à distância) sobre o campo gravitacional da Terra

Tábua de marés

Efeito gravitacional, exagerado, da Lua e do Sol sobre as águas, gerando o fenômeno das marés.

Mineraleiro

Petroleiro

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