Balanço paramétrico e perigos do mar de popa
1A lição em palavras simples
Em certas ondas, a estabilidade do navio aumenta e diminui a cada onda, e o balanço pode chegar a 30° ou mais em poucos ciclos. Conheça as condições e como interrompê-las.
O que é
Com a crista da onda a meia-nau, o plano de flutuação se estreita nas extremidades e o GM cai. Com o cavado a meia-nau, as partes alargadas da proa e da popa ficam mais imersas e o GM sobe. Essa variação regular da estabilidade é a excitação paramétrica. Se ela se repete uma ou duas vezes por balanço natural, o balanço pode crescer rapidamente. Porta-contêineres e navios transportadores de veículos, com cascos finos e extremidades muito alargadas, correm maior risco.
Faixa de perigo
A MSC.1/Circ.1228 alerta para balanço paramétrico quando o período de encontro TE, tempo entre ondas sucessivas encontrando o navio, fica próximo do período de balanço TR ou da metade dele: TE ≈ TR ou TE ≈ 0,5 TR. Comprimentos de onda próximos ao comprimento do navio são os piores. Pode ocorrer com mar de proa, popa, amura ou alheta, mesmo em tempo moderado.
Calcule o período de encontro
Para comprimento de onda λ em metros, em águas profundas, a velocidade da onda c ≈ 1,25√λ m/s e o período TW ≈ 0,8√λ s. Use a velocidade do navio na água V em m/s; converta nós multiplicando por 0,5144. Use TE = λ/(c + V) para mar diretamente de proa e TE = λ/|c − V| para mar diretamente de popa. Com velocidades iguais no mesmo sentido, não há período de encontro finito. Para mar oblíquo, use o diagrama da Circ.1228.
Interrompa a ressonância
Mude rumo, velocidade ou ambos para afastar TE de TR e de 0,5 TR; depois recalcule. Uma pequena mudança de velocidade pode não bastar; mudar o rumo também altera o ângulo de encontro. No balanço síncrono, ondas sucessivas empurram em sincronia com o balanço natural do navio (TE ≈ TR). É uma ação direta das ondas; o balanço paramétrico resulta da variação da estabilidade restauradora.
Surfe na onda e novos critérios
Surfe na onda (surf-riding) ocorre quando uma onda de popa acelera e carrega o navio. Atravessamento (broaching) é a perda súbita do controle de rumo, muitas vezes com inclinação perigosa. Para mar diretamente de popa, a Circ.1228 indica um limite de perigo de cerca de 1,8√L nós, sendo L o comprimento entre perpendiculares em metros. Pode haver perigo fora dessa zona. A MSC.1/Circ.1627 traz diretrizes provisórias, não obrigatórias, de estabilidade intacta de segunda geração e orientações operacionais.
2Passo a passo
Exemplo resolvido: está na faixa de perigo?
- 1
Período de balanço TR 22 s. Mar de proa com comprimento de onda de 300 m; velocidade de 12 nós (6,17 m/s).
Obtenha TR de um ensaio de balanço ou do programa de carregamento.
- 2
Velocidade da onda ≈ 1,25 × √300 = 21,6 m/s; período da onda ≈ 0,8 × √300 = 13,9 s.
Relações de ondas em águas profundas.
- 3
Mar de proa: TE = 300 ÷ (21,6 + 6,2) = 10,8 s.
Navio e ondas se aproximam em sentidos opostos, então as velocidades se somam.
- 4
Compare: 0,5 TR = 11 s; portanto, TE ≈ 0,5 TR.
Perigo: o balanço paramétrico pode crescer em poucos ciclos.
- 5
Altere o rumo e, se necessário, a velocidade; depois recalcule TE.
Afaste TE tanto de 11 s quanto de 22 s.
3Dados-chave
- Perigo (Circ.1228)
- TE ≈ TR ou TE ≈ 0,5 TR
- Período da onda
- TW ≈ 0,8 √λ s (λ em m)
- Velocidade da onda
- ≈ 1,25 √λ m/s em águas profundas
- Diretamente de proa (c e V em m/s; λ em m)
- TE = λ/(c + V)
- Orientação sobre surfe na onda (L: comprimento entre perpendiculares, m)
- Limite indicativo com mar diretamente de popa: V > 1,8√L nós
- MSC.1/Circ.1627
- Diretrizes provisórias de estabilidade intacta; orientação operacional
4Pontos-chave
- 1
O balanço paramétrico resulta da estabilidade que aumenta e diminui a cada onda.
- 2
Perigo quando TE ≈ TR ou TE ≈ 0,5 TR, com comprimento de onda próximo ao do navio.
- 3
Mude rumo e velocidade para afastar TE dos dois valores; depois recalcule.
- 4
A Circ.1627 traz diretrizes provisórias de estabilidade intacta e orientação operacional; não é obrigatória.
5Erros frequentes
Erro: O balanço paramétrico só ocorre com mar de través.
Correto: É típico de mar de proa e de popa, quando o plano de flutuação mais varia ao longo do casco.
Erro: É preciso haver ondas muito grandes.
Correto: Ondas moderadas com comprimento e período adequados podem provocá-lo quando TE está na faixa de perigo.
6Caso prático e dicas de prova
Um navio de 200 m entre perpendiculares navega a 18 nós com ondas diretamente de popa. O comprimento de onda é 200 m e o período natural de balanço TR é 24 s. O que indica a orientação sobre surfe na onda? O navio está na faixa de perigo de balanço paramétrico?
Ver a resposta
O limite geral da Circ.1228 para mar diretamente de popa é 1,8 × √200 = 25,5 nós. A 18 nós, você está fora dessa zona; isso não exclui surfe na onda ou atravessamento. Velocidade da onda ≈ 1,25 × √200 = 17,68 m/s; velocidade do navio 9,26 m/s. Logo, TE = 200 ÷ |17,68 − 9,26| ≈ 23,8 s. Está próximo de TR = 24 s: altere rumo ou velocidade e recalcule para se afastar de TR e de 0,5 TR.
Dicas de prova
- TE ≈ TR ou 0,5 TR → risco de balanço paramétrico.
- Águas profundas: TW ≈ 0,8√λ; c ≈ 1,25√λ. De proa: TE = λ/(c + V); de popa: TE = λ/|c − V| (λ em m, c e V em m/s).
- Limite indicativo da Circ.1228 para mar diretamente de popa: V > 1,8√L nós (L: comprimento entre perpendiculares, m); estar fora não comprova segurança.
- MSC.1/Circ.1228: orientação; MSC.1/Circ.1627: critérios provisórios de segunda geração.
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