Chapter 02 - Geometria do Navio. Flashcards
Plano Diametral - Plano - Seção Transversal - Plano de Flutuação
2.3. Flutuações direitas ou retas – Quando o navio não está inclinado, as flutuações em que poderá ficar são paralelas entre si e chamam-se de flutuações direitas ou flutuações retas. O termo flutuação, quando não se indica o contrário, é sempre referido à flutuação direita e carregada.
2.4. Flutuações isocarenas – Quando dois planos de flutuação limitam volu- mes iguais de água deslocada, diz-se que as flutuações são isocarenas. Por exem- plo, 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 no outro, e a porção imersa da carena modificou-se em forma, mas não em volume.
2.5. Linha-d’água projetada ou flutuação de projeto (LAP) – É a princi- pal linha de flutuação que o construtor estabelece no desenho de linhas do navio (fig. 2-3). Nos navios mercantes, corresponde à flutuação em plena carga. Nos navi- os de guerra, refere-se à flutuação normal. A LAP pode, entretanto, não coincidir com estas linhas de flutuação devido à distribuição de pesos durante a construção.
2.6. Zona de flutuação (fig. 2-2) – É a parte das obras vivas compreendida entre a flutuação carregada e a flutuação leve, e assinalada na carena dos navios de guerra pela pintura da linha-d’água. O deslocamento da zona de flutuação indica, em peso, a capacidade total de carga do navio.
2.7. Área de flutuação – É a área limitada por uma linha de flutuação.
2.8. Área da linha-d’água – É a área limitada por uma linha-d’água no projeto do navio (art. 2.42).
2.9. Superfície moldada (fig. 2-4) – É uma superfície contínua imaginária que passa pelas faces externas do cavername do navio e dos vaus do convés. Nos navios em que o forro exterior é liso (art. 6.17d), esta superfície coincide com a da face interna deste forro.
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 (art. 6.6a) e, algumas vezes, se a quilha é chata (art. 6.6c); nas embarca- ções de madeira, coincide com a projeção, sobre o plano diametral, do canto supe- rior do alefriz da quilha.
2.10. Linhas moldadas – São as linhas do navio referidas à superfície mol- dada. Em navios de aço, a diferença entre as linhas moldadas e as linhas externas é muito pequena; por exemplo, a boca moldada de determinada classe de contratorpedeiro é de 35 pés e 5 polegadas e a boca máxima é de 35 pés e 6 polegadas. As linhas do desenho de linhas são moldadas (fig. 2-5).
2.11. Superfície da carena – É a superfície da carena, tomada por fora do forro exterior, não incluindo os apêndices. Nos navios de forro exterior em trincado (art. 6.17d), a superfície da carena é medida na superfície que passa a meia espes- sura deste forro exterior.
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.
2.12. 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 necessária para o cálculo da resistência de atrito ao movimento do navio; somada à superfície do costado permi- te estimar a quantidade de tinta necessária para a pintura do casco.
2.13. Volume da forma moldada – É o volume compreendido entre a super- fície moldada da carena e um determinado plano de flutuação.
2.14. Volume da carena – É o volume compreendido entre a superfície mo- lhada e um dado plano de flutuação. Este volume é, às vezes, chamado simples- mente carena, pois, nos cálculos, não há possibilidade de confusão com a parte do casco que tem 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 como 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 os volumes dos apêndices. O volume da carena é o que se emprega para o cálculo dos deslocamentos dos navios.
2.15. Curvatura do vau (fig. 2-6) – Os vaus do convés, e algumas vezes os 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 resistên- cia adicional ao vau.
2.16. Linha reta do vau (fig. 2-6) – Linha que une as interseções da face superior do vau com as faces exteriores da caverna correspondente.
2.17. Flecha do vau (fig. 2-6) – É a maior distância entre a face superior do vau e a linha reta; é, por definição, medida no plano diametral do navio.
2.18. Mediania – Interseção de um pavimento com o plano diametral do navio.
2.19. Seção a meia-nau – É a seção transversal a meio comprimento entre perpendiculares (art. 2.50).
2.20. Seção transversal; seção mestra – Chama-se seção transversal qual- quer seção determinada no casco de uma embarcação por um plano transversal. A maior das seções transversais chama-se 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 cargueiros, 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 a meia- 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.
2.21. Centro de gravidade de um navio (CG) – O centro de gravidade (ponto G, fig. 2-7) 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 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.
2.22. Centro de carena, de empuxo ou de volume (CC) – É o centro de gravidade do volume da água deslocada (ponto C, figs. 2-7 e 2-8) e é o ponto de aplicação da força chamada empuxo (art. 2.24). É contido no plano diametral, se o navio estiver aprumado (art. 2.80); na direção longitudinal, sua posição depende da forma da carena, não estando muito afastada da seção a meia-nau nos navios de 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 aprumado, nem teria o necessário equilíbrio estável.
2.23. Centro de flutuação (CF) – É o centro de gravidade da área de flutuação, para uma determinada flutuação do navio.
2.24. Empuxo (fig. 2-8) – 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 da superfície da água; ela é medida pelo produto h x p, na profundidade h abaixo do nível da água cujo peso específico é p.
2.25.Princípio de Arquimedes – “Um corpo total ou parcialmente mergu- lhado 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 de empuxo (CC)”.
2.26. Flutuabilidade – A flutuabilidade, que é a propriedade de um corpo permanecer na superfície da água, depende da igualdade entre o peso do corpo e o empuxo do 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.
2.27. Reserva de flutuabilidade (fig. 2-8) – É o volume da parte do navio acima da 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 refere-se também às superestruturas como o castelo e o tombadilho, que podem ser estanques.
2.28. Borda-livre (BL) (fig. 2-6) – É a distância vertical da superfície da água ao pavimento principal (geralmente o convés), medida em qualquer ponto do compri- mento do navio no costado.
2.29. Metacentro transversal (M) (fig. 2-7) – Quando um navio está apru-
mado (art. 2.80), seu plano diametral é vertical e o centro de carena C é contido
neste plano. Mas se ele tomar uma inclinação, o centro de carena afasta-se deste
plano, pois a forma do volume imerso é modificada. Na fig. 2-7 foi dada uma inclina-
ção transversal ao navio, e a forma do volume imerso que era LOFKL passou a ser
L OF KL.Ocentrodecarenamoveu-sedeCparaC.Alinhadeaçãodoempuxo, 111 1
com o navio inclinado, intercepta a linha de empuxo quando o navio estava apruma- do, num ponto M. As diversas posições do centro de carena que correspondem às diferentes inclinações determinam uma curva; o centro de curvatura para uma incli- nação infinitamente pequena do navio é chamado metacentro, ou, neste caso, metacentro transversal, e coincide com o ponto M.
Assim, pode-se definir o metacentro como sendo 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.
Para um ângulo de inclinação, como o da figura, a posição do metacentro não é a mesma que para uma inclinação infinitesimal. Entretanto, quando o ângulo de inclinação se aproxima de zero, a posição limite do metacentro torna-se um ponto fixo, que é chamado metacentro inicial. Em geral, e a não ser que seja dito o contrário, a palavra metacentro refere-se ao metacentro inicial, pois na prática se considera invariável este ponto para inclinação até 10 graus nos navios de forma usual.
Da figura 2-7 podemos estabelecer as seguintes relações:
GZ –> braço de endireitamento
GM –> altura metacêntrica (art. 2.33)
q –> ângulo de inclinação
ME –> momento de endireitamento
W –> deslocamento do navio (art. 2.66) GZ =GMsenq
ME = W.GZ
Podemos também concluir da figura que, se M estiver abaixo de G, teremos um momento de emborcamento.
2.30. Metacentro longitudinal (M’) (fig. 2-10) – Se dermos uma inclinação longitudinal pequena, como se vê na figura, obteremos um ponto M’ chamado metacentro longitudinal, em tudo semelhante ao que foi definido no item anterior.
2.31. Raio metacêntrico transversal (fig. 2-7) – É a distância MC entre o metacentro transversal M e o centro da carena C.
2.32. Raio metacêntrico longitudinal (fig. 2-10) – É a distância M’C entre o metacentro longitudinal M’ e o centro de carena C.
2.33. Altura metacêntrica (fig. 2-7) – É a distância entre o centro de gravi- dade G do navio e o metacentro M; mais corretamente, na fig. 2-7, a distância GM refere-se à altura metacêntrica transversal.
2.34. Tosamento, ou tosado (fig. 2-11) – É a curvatura que apresenta a cinta de um navio, quando projetada sobre um plano vertical longitudinal; ele deter- mina 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.
2.35. Alquebramento – É a curvatura da quilha, quando apresenta a convexidade para cima. Em geral ocorre como uma deformação permanente causa- da por fraqueza estrutural ou por avaria. O alquebramento é o inverso do tosamento, o qual também pode ser aumentado pelas mesmas causas de deformação.
2.36. Altura do fundo ou pé de caverna (figs. 2-4 e 2-6) – 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.
2.37. Adelgaçamento (fig. 2-6) – Curvatura ou inclinação para dentro, que tem o costado do navio acima do vau mais comprido.
2.38. Alargamento – Curvatura ou inclinação para fora, do costado do navio; muito comum na região da proa. É o contrário de adelgaçamento.
2.39. Desenho de linhas – Ao projetar um navio, o construtor naval traça o desenho de linhas ou plano de construção (fig. 2-5), 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.
A superfície do casco de navio contém curvaturas a três dimensões. Se fizer- mos 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.