Navegação: A Ciência e Arte Volume I - Capítulo 14

Question 1

Qual as funcionalidades de um radar?

Answer 1

A funcionalidade do radar é a detecção de alvos no entorno do navio sem depender de uma observação visual. O radar é capaz de medir distâncias e marcações de outras embarcações, aviões, linha de costa, rochas e até fenômenos meteorológicos.

Question 2

Qual o princípio de funcionamento de um radar?

Answer 2

O radar emite ondas eletromagnéticas nas direções do entorno do navio. Estas ondas são refletidas pelos objetos no entorno. O radar mede as ondas refletidas de volta ao navio e, com base nas propriedades da onda emitida e o tempo de retorno, é capaz de estimar a distância do objeto refletor.

O radar emite as ondas em um feixe estreito. Para cobrir todo o entorno, o radar gira 360 graus.
Dessa forma, a informação do radar é atualizada conforme o radar varre os 360 graus em torno da sua posição.
A marcação é determinada pela direção para qual o radar aponta no momento e mede uma onda refletida.

Question 3

Qual o nome dado para as diferentes configurações de frequência ou comprimento de onda do radar.

Answer 3

Banda.
As bandas são definidas segundo a frequência ou comprimento de onda, com classificações próprias pela IEEE ou pela OTAN.

Question 4

Quais são as cinco características de um sistema radar?

Answer 4

1 - Frequência (da portadora)
2 - Frequência de repetição de impulsos
3 - Largura do pulso
4 - Velocidade de rotação da antena
5 - Largura do feixe

Question 5

Explique a frequência da portadora do radar e como afeta o funcionamento do radar.

Answer 5

A frequência da portadora é a frequência da onda emitida pelo radar.

A frequência da portadora influencia principalmente o alcance do radar: para uma mesma potência, uma frequência da portadora mais baixa alcança distâncias maiores, enquanto que uma frequência da portadora mais alta alcança distâncias menores.

Os navios geralmente têm duas opções de frequência da portadora: bandas S e X.

Question 6

Como que a frequência da portadora influencia no alcance de um radar?

Answer 6

Uma menor frequência da portadora leva a alcances de distâncias maiores pelo radar, enquanto que uma maior frequência da portadora leva a alcance de distancias menores pelo radar.

Ou seja, quanto menor a frequência da portadora, maior o alcance do radar.

Por outro lado, há um tradeoff entre alcance e precisão.
Para menores frequências, o alcance em distancia é maior, mas a imagem é menos detalhada e os contornos menos precisos.
Para maiores frequências, o alcance em distancia é menor, mas a imagem é mais detalhada e os contornos são mais precisos.

Question 7

Explique a frequência de repetição de impulsos e como influencia no funcionamento do radar.

Answer 7

A frequência de repetição de impulsos é o número de pulsos transmitidos pelo radar por segundo.

Lembre que o radar transmite um pulso por intervalo de tempo e em seguida deve parar de emitir por um intervalo de tempo a fim de receber as ondas refletidas.

A chamada largura de pulso é o tempo que cada intervalo de emissão de pulsos dura.
Portanto a frequência de repetição de impulsos influencia na largura de pulso, que por sua vez influencia no alcance do radar.

Question 8

Explique a frequência de repetição de impulsos e como influencia no funcionamento do radar.

Answer 8

A frequência de repetição de impulsos é o número de pulsos transmitidos pelo radar por segundo.

Lembre que o radar transmite um pulso por intervalo de tempo e em seguida deve parar de emitir por um intervalo de tempo a fim de receber as ondas refletidas.

A chamada largura de pulso é o tempo que cada intervalo de emissão de pulsos dura.
Portanto a frequência de repetição de impulsos influencia na largura de pulso, que por sua vez influencia no alcance do radar.

Question 9

Explique a largura de pulso e como influencia no funcionamento do radar.

Answer 9

A largura de pulso é a duração de cada pulso de ondas emitido pelo radar.

Após cada pulso, o radar espera por um intervalo de tempo para receber as ondas refletidas. Quanto maior este intervalo de tempo, maior o alcance do radar, pois os ecos de alvos mais distantes precisam de mais tempo para chegar.

Portanto, para uma mesma frequência de repetição de impulsos (pulsos por segundo), quanto maior a largura de pulso, menor o intervalo de tempo para leitura de ecos e, portanto, menor o alcance do radar.

Question 10

Como a largura de pulso influencia a distância mínima para um objeto ser detectado no radar?

Answer 10

Se um alvo está tão próximo do navio tal que seu eco retorna antes que um pulso termine, então o seu eco não será lido e este objeto não será detectado pelo radar.

Quanto maior a largura de pulso, maior a distância mínima de detecção, ou seja, quanto maior a largura de pulso, maior a distância que um objeto deve se situar do navio para ser detectado pelo radar.

Portanto, quando se deseja ter distâncias mínimas muito pequenas (águas restritas), deve-se diminuir a largura de pulso.

Question 11

Como a largura de pulso influencia o alcance do radar?

Answer 11

Para uma mesma frequencia de repetição de impulsos, o aumento da largura de pulso reduz o tempo para leitura de ecos e, consequentemente, reduz o alcance do radar.

Por outro lado, quanto maior a largura de pulso, mais energia é emitida e portanto as leituras são mais claras e bem definidas.
Se diminuir muito a largura de pulso, é possível que se perca a leitura de um alvo pois a energia é perdida/dissipada pelo caminho.

Question 12

Como a largura de pulso influencia o poder de discriminação em distância?

Answer 12

Com menores larguras de pulso, se reduz o alcance do radar, por outro lado melhora o poder de discriminação em distância do radar.

Question 13

Explique a velocidade de rotação da antena e como influencia no funcionamento do radar.

Answer 13

A velocidade de rotação da antena é a velocidade angular, em graus, na qual a antena (o feixe) do radar gira.

Velocidades de rotação menores dão mais tempo para emitir ondas e ler ecos de alvos no feixe, levando a melhores leituras.
Por outro lado, aumenta o tempo de varredura dos 360 graus e tempo que leva para atualizar todo o entorno do navio.

Question 14

Explique a largura do feixe do radar e como influencia no funcionamento do radar.

Answer 14

A largura do feixe do radar é a largura, em graus, no plano horizontal, do feixe de ondas emitido pelo radar.

Todos os alvos no mesmo feixe aparecerão na tela do radar com a mesma marcação.
Portanto, uma menor largura de feixe leva a um melhor poder de discriminação em marcação.

Question 15

Explique a apresentação estabilizada e não-estabilizada do PPI do radar.

Answer 15

Na apresentação estabilizada, o radar recebe informação da agulha giroscópica e orienta a imagem de modo que o norte verdadeiro esteja alinhado com a graduação 000 do PPI.

Na apresentação não-estabilizada, a imagem é orientada de modo que a proa do navio esteja alinhada com a graduação 000 do PPI.

O mais comum é o uso da estabilizada.

Question 16

Como é geralmente denominado a imagem de um alvo na tela do radar?

Answer 16

Pip

Question 17

Explique como e para que são utilizados o cursor de marcação e o estrobo de distância de um radar.

Answer 17

O cursor de marcação é utilizado para medir a marcação de um pip no PPI, e o estrobo de distância é utilizado para medir a distância até um pip.

O cursor de marcação é representado por uma linha radial no PPI e deve ser ajustado para passar por cima do pip para leitura da marcação.

O estrobo de distância é representado por um ponto e deve ser posicionado em cima do pip para leitura da distância.

Question 18

O que faz a escala de distância do PPI?

Answer 18

A escala de distância determina o tamanho da área física representada na tela do radar.
O número da escala de distância se refere ao raio da área representada no PPI.

Question 19

O que faz o controle de ganho da tela do radar?

Answer 19

O controle de ganho ajusta a sensibilidade da tela com relação a intensidade do ecos medidos.

Com pouco ganho, a tela do radar está menos sensível, de maneira que ecos fracos não vão aparecer.
Assim, efetivamente, diminui-se o alcance do radar e se corre o risco de não detectar um alvo próximo também.

Com muito ganho, a tela do radar fica muito poluída e fica difícil distinguir os ecos significativos do ruído.

Question 20

Como o controle de ganho da tela do radar influencia na discriminação em distância do radar?

Answer 20

Se dois alvos têm a mesma marcação e pouca diferença de distância, eles podem acabar aparecendo como um único pip na tela do radar.
Neste caso, uma redução do ganho pode auxiliar a separar o um pip em dois pips distintos e assim possibilitar a discriminação dos dois alvos.

Question 21

Explique os controles de ganho STC e FTC.

Answer 21

Controle STC (sensitivity time control ou anti clutter sea): é um controle de ganho com o intuito de suprimir os ecos produzidos pelo retorno do mar.
É efetivo apenas para pequenas distâncias, até 5 milhas.

Controle FTC (fast time control ou anti clutter rain): é um controle de ganho com o intuito de suprimir os ecos produzidos por chuvas, granizo e neve.

Question 22

O que é o poder de discriminação em marcação de um radar?

Answer 22

Poder de discriminação em marcação é a diferença mínima em marcação de dois alvos diferentes para que dois alvos distintos apareçam realmente separados na tela do radar.

Question 23

O que é o poder de discriminação em distância de um radar?

Answer 23

O poder de discriminação em distância é a distância mínima que dois alvos distintos com a mesma marcação devem ter entre eles para que apareçam realmente separados na tela do radar.

Question 24

Como a frequência da portadora e a largura de pulso influenciam o poder de discriminação do radar?

Answer 24

Basicamente, qualquer configuração que aumente o alcance do radar resulta também em uma perda de precisão e detalhes, inclusive diminuindo o poder de discriminação em marcação e em distância.

Ao diminuir a frequência da portadora, o alcance aumenta, mas o poder de discriminação diminui.

Ao aumentar a largura de pulso, o alcance aumenta, mas o poder de discriminação diminui.

Question 25

A distância mínima para discriminação é igual a metade do comprimento de pulso.
Portanto quanto maior a largura e comprimento de pulso, menor o poder de discriminação.

Question 26

O que são áreas e setores de sombra do radar?

Answer 26

Áreas de sombra são locais onde o alcance do radar é obscurecido por algum obstáculo, por exemplo uma montanha.

Question 27

O que são áreas e setores cegos do radar?

O que é o diagrama de cobertura horizontal e sua utilidade?

Answer 27

Às vezes, as próprias estruturas do navio podem obstruir o radar para algumas direções, ocasionando áreas de menor alcance ou até mesmo cegas do radar.
Os diagrama de cobertura horizontal do radar de um navio indica os alcances do radar para diferentes direções em 360 graus.

Question 28

Explique os ecos duplos ou ecos múltiplos do radar.

Answer 28

Ecos duplos são mais prováveis de ocorrer entre o seu navio e um outro alvo próximo.
O que ocorre é que parte das ondas refletidas pelo alvo são refletidas pelo navio de volta ao alvo e então de volta para leitura do radar.
Assim, o mesmo alvo é lido duas ou múltiplas vezes, com a mesma marcação, mas com a distância multiplicada.

Na tela do radar, aparecem dois ou mais pips, com mesma marcação, e distâncias múltiplas da distância real do alvo.

Question 29

Explique um eco falso na tela do radar.

Answer 29

Um eco falso ocorre quando o eco de um alvo reflete em alguma estrutura do próprio navio.
Desta maneira, o que ocorre é aparecem dois pips na tela do radar.
Um pip corresponde ao alvo real.
Outro pip está a mesma distância do alvo verdadeiro, mas sua marcação corresponde à da estrutura na qual o eco refletiu.
Assim este segundo pip é um eco falso.

Question 30

Explique o que é um eco lateral.

Answer 30

Um eco lateral ocorre quando a antena do radar irradia, além do lóbulo principal, lóbulos laterais indesejados, porém inevitáveis.
Se estas ondas laterais são refletidas por um alvo, elas podem acabar sendo lidas e aparecendo no radar.
Geralmente o padrão do eco lateral é um arco de círculo ou até um círculo completo.
Pode ser apagado diminuindo-se o ganho.

Question 31

Como pode ser reconhecida uma linha de costa no radar e quais cuidados devem ser tomados na sua identificação?

Answer 31

De uma maneira geral, quanto mais vertical for a superfície refletora, mais forte será seu eco.
Com isso, uma praia pode ter um eco fraco, e montanhas e encostas mais mais interiores que a praia terão um eco mais forte.
Com isso, a suposta linha de costa apresentada no radar não corresponde à real linha de costa no local, que está a uma distância menor do que aparece no radar.

Quanto maior as ondas, maior o seu eco.
Assim, uma arrebentação pode ser visualizada no radar e indicar uma linha de costa.
Porém, deve se levar em conta que a arrebentação está mais próxima do que a costa em si.

Question 32

Cite uma característica marcante do eco de uma arrebentação de ondas?

Answer 32

O eco de uma arrebentação é marcado pela pouca persistência na tela do radar, ou seja, aparece e desaparece.

Question 33

Em quais direções relativas ao navio são esperados os ecos mais fortes?

Answer 33

Os ecos ao través do navio são mais fortes, porque o ângulo de reflexão é 90º.

Question 34

Qual o alcance do radar para boias?

Answer 34

Em geral boias não produzem ecos fortes, por conta do seu formato.
Os ecos podem se tornar mais fortes com a instalação de um equipamento RACON ou reforçador de alvo radar.

Boias pequenas: entre 0.5 e 1 milha.
Boias grandes: até 2 a 4 milhas.
Boias com refletor radar: até 6 a 8 milhas.

Question 35

Boias não devem ser utilizadas para determinação da posição do navio, uma vez que sua posição pode se deslocar por ações meteorológicas ou oceanográficas.

Question 36

Como é a aparência da chuva na tela do radar?

Answer 36

A aparência da chuva na tela do radar é de uma mancha, sem contornos definidos.

Question 37

Como que a chuva influencia o funcionamento do radar?

Answer 37

A chuva obscurece as ondas e ecos que passam por meio dela.
Assim, uma região de chuva pode enfraquecer ou até mesmo esconder alvos que estejam dentro ou além da chuva.

Se o navio estiver dentro da chuva, o alcance do radar diminui.
No pior dos casos, o cluuter da chuva somado ao clutter do mar agitado podem cegar o radar, levando o navio à cerração.

Question 38

Como que o vento influencia o funcionamento do radar?

Answer 38

A única influência do vento no radar se dá por sua influência no estado do mar.
O vento altera o estado do mar.
Quanto mais altas e abruptas as vagas, mais fortes são os ecos de retorno do mar, levando a mais clutter do mar.
O clutter do mar é mais forte à barlavento e mais fraco à sotavento.

Question 39

Explique o que são os auxílios à navegação radar passivos e ativos.

Answer 39

Os auxílios à navegação radar são instrumentos desenvolvidos para intensificar os ecos refletidos por um alvo e ajudar o navegante na navegação radar.

Passivos: apenas refletem as ondas recebidas.
Exemplos: diedro refletor, triedo refletor.

Ativos: transmitem, de forma ativa, uma onda de volta.
Exemplos: RACON.

Question 40

Explique o funcionamento e utilidade de um RACON.

Answer 40

O RACON é um dispositivo de auxílio à navegação radar ativo.
Quando as ondas de um radar de navegação atingem o RACON, ele emite de volta um novo sinal de volta, proporcionado uma identificação positiva do alvo.
Na tela do radar, o pip do RACON aparece junto com uma mensagem em código Morse.
Da posição do RACON e se orientando para periferia do PPI, são desenhados traços separados, como em código Morse.
A posição exata do RACON se dá no primeiro traço, na extremidade mais próxima ao centro do radar.
O sinal emitido pelo RACON inclui uma mensagem em código Morse,

Question 41

Explique a diferença entre um equipamento RAMARK e um RACON.

Answer 41

O RAMARK emite, continuamente ou em intervalos, um sinal radar para ser lido pelo radar de um navio, sem a necessidade de ser ativado por uma onda radar do navio.

Já o RACON só emite um sinal quando detecta o sinal do radar do navio.

Question 42

Explique o funcionamento e a utilidade de um equipamento radar target enhancer (RTE).

Qual a diferença para o RACON.

Answer 42

O reforçador de alvo radar recebe um pulso de um radar de um navio e ativamente reforça o seu eco, na mesma frequência.

Já o RACON emite de volta um sinal de frequência diferente da original e também um sinal em código Morse.

Question 43

Explique dois cuidados que devem ser tomados quando utiliza-se o radar para determinação da posição.

Answer 43

1 - As medições de distância e marcações dadas pelo radar sofrem com inevitáveis erros, assim como outros métodos.
No caso do radar, as distâncias são mais precisas, enquanto as marcações são menos precisas.
Em geral, se for possível, deve se evitar fazer uso das marcações dadas pelo radar para determinar a posição.

2 - Utilizar sempre 3 LDP, para evitar erros e ambiguidade.

Question 44

Explique a marcação tangente e o valor que deve ser corrigido para estas marcações.

Answer 44

A marcação tangente deve ser lida para alvos de grandes dimensões, que ocupam um largo feixe na tela do radar.

Para as marcações tangentes, deve ser aplicada uma correção igual à metade da largura angular do feixe do radar, em graus.

Se a tangente está à esquerda, se soma metade da largura angular.

Se a tangente está à direta, se subtrai metade da largura angular.

Question 45

Explique o procedimento de fundeio de precisão com o radar.

Answer 45

1. Com a carta náutica, selecionar um ponto adequado para o fundeio.
   Busque selecionar um ponto que tenha um ponto notável à sua proa na derrota de aproximação e um ponto notável próximo do través.

2 - Traçar na carta náutica o círculo de largar o ferro e os demais círculos de distância.

3 - Na aproximação ao ponto de fundeio, usar o radar para obter as distâncias para os pontos notáveis a proa e través do navio.
Com isso, podemos determinar a posição do navio e distância para o círculo de largar o ferro.

4 - Quando o navio estiver no círculo de largar o ferro, executar os procedimentos de largar o ferro e fundear.

Question 46

Explique o que é a técnica de navegação paralela indexada.

Answer 46

É uma técnica que faz uso do radar para garantir a navegação com segurança.

Para um trecho qualquer da derrota e com rumo definido, na navegação paralela indexada se traça na carta náutica retas paralelas ao rumo a fim de controlar a posição e segurança do navio.

As retas indexadas são paralelas ao rumo do navio e tangentes a pontos notáveis cuja distância pode ser medida pelo radar.

Quando navegando naquele trecho, se traça na tela do radar as retas paralelas indexadas nas suas posições adequadas.
Se o navio está navegando exatamente sobre a derrota planejada, os pontos notáveis terão sua posição relativa passando pela sua reta correspondente. Se um ponto notável não está sobre a sua reta correspondente, então o navio não está sobre a derrota planejada. A distância do navio à derrota planejada é igual a distância do ponto à sua reta correspondente.

As retas devem ser indexadas para denotar sua distância da derrota planejada.

Question 47

Quando necessário identificar algum eco radar, é melhor utilizar como referências a distância e marcação em relação a um outro eco radar de ponto de terra já identificado do que em relação ao navio, cuja posição poderá não estar suficientemente precisa naquela ocasião.

Question 48

Explique a rosa de manobra e para que é utilizada.

Answer 48

A rosa de manobra é diagrama polar, denotando rumos e distâncias, cujo intuito é resolver graficamente problemas de movimento relativo.

Seu uso mais comum é a resolução de problemas envolvendo o movimento relativo entre navios.

Question 49

O que são e quais as funcionalidades do sistema ARPA (automatic radar plotting aids)?

Answer 49

Os sistema ARPA são sistemas automáticos de que se destinam a auxiliar na plotagem em tempo real de alvos no radar e na solução gráfica de movimento relativo.

Os sistema ARPA fornecem em tempo real o rumo verdadeiro, velocidade e ponto de maior aproximação de cada alvo no radar.

Também emitem avisos quando há risco de colisão.

São muito úteis pois realizam os cálculos em tempo real, reduzem o erro humano e são capazes de processar muitos alvos ao mesmo tempo.