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A curva GZ e os critérios de estabilidade (Código IS 2008)

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Visão geral do critério meteorológico (Código IS 2.3)

1A lição em palavras simples

Em uma frase

O vento pelo través inclina o navio, as ondas o fazem balançar para barlavento e então chega uma rajada. O critério verifica se há energia de reserva.

O cenário

A Parte A 2.3 considera seu navio recebendo vento e ondas pelo través, de lado. Um vento constante o inclina até θ0. As ondas então o fazem balançar para barlavento, o lado de onde vem o vento, por um ângulo θ1 a partir dessa posição. Na volta, chega uma rajada. O critério compara a energia introduzida pela rajada com a energia de endireitamento ainda disponível.

Os dois braços

O vento constante produz lw1 = P × A × Z ÷ (1000 × g × Δ), em metros. P = 504 Pa; A é a área lateral acima d'água exposta ao vento, incluindo a carga de convés, em m²; Δ é o deslocamento em toneladas; g = 9,81 m/s². Z é a distância vertical, em metros, entre os centros das áreas laterais acima e abaixo d'água. Aproxime o segundo à metade do calado médio abaixo da linha d'água. O braço da rajada é lw2 = 1,5 × lw1. Trace ambos como retas horizontais.

As duas verificações

Primeiro, θ0 não deve exceder 16° ou 80 % do ângulo de imersão da borda do convés, o que for menor. Segundo, a área b deve ser pelo menos igual à área a. A área a fica entre lw2 e GZ, de θ0 − θ1 até o primeiro cruzamento entre eles. A área b fica acima de lw2, desse ponto até θ2: o menor entre θf, 50° e θc, o segundo cruzamento de lw2 com GZ.

Como obter a inclinação constante

Leia θ0 na primeira interseção estável de lw1 com a curva GZ. Ali, os momentos do vento e de endireitamento se equilibram. Use esse ângulo para o limite de inclinação constante. O caderno aprovado fornece θ1; o extremo a barlavento é θ0 − θ1. Quilhas de balanço geralmente reduzem θ1. Um período de balanço menor tende a aumentar a estimativa se os outros fatores permanecerem iguais. GM sozinho não determina θ1; use a avaliação aprovada.

O que fazer a bordo

O caderno aprovado mostra o resultado de cada condição ou uma curva de KG máximo ou GM mínimo em função do calado que abrange todos os critérios. Siga a convenção do caderno para limite de KG e superfície livre, com seu calado e trim reais. Compare KG fluido somente com um limite definido para KG fluido. Alterar a estivagem, a arrumação da carga, no convés exige nova verificação com A, Z, Δ e KG. Confira novamente os limites aprovados de carga de convés.

2Dados-chave

Pressão do vento
P = 504 Pa (cerca de 26 m/s); menor somente se aprovada
Braço do vento constante
lw1 = P × A × Z ÷ (1000 × g × Δ) (m)
Braço da rajada
lw2 = 1,5 × lw1
Inclinação constante θ0
≤ 16° ou 80 % do ângulo de imersão da borda do convés, se menor
Verificação de energia
Área b ≥ área a
θ2
Menor entre θf, 50° e θc (segundo cruzamento GZ–lw2)

3Pontos-chave

  1. 1

    Braço do vento constante lw1, braço da rajada lw2 = 1,5 × lw1, balanço para barlavento θ1.

  2. 2

    θ0 ≤ 16° ou 80 % do ângulo de imersão da borda do convés, o que for menor.

  3. 3

    Área b ≥ área a, com b terminando em θf, 50° ou θc, o que for menor.

  4. 4

    Siga a convenção do caderno para limite de KG e superfície livre, com calado e trim reais.

  5. 5

    Alterar a estivagem no convés exige nova verificação da ação do vento e da estabilidade com A, Z, Δ e KG.

4Erros frequentes

  • Erro: Atender a 2.2 significa também atender ao critério meteorológico.

    Correto: O critério meteorológico é uma verificação obrigatória separada. Um navio com grande área exposta ao vento pode atender a 2.2 e falhar em 2.3.

  • Erro: O limite de inclinação constante é sempre 16°.

    Correto: É 16° ou 80 % do ângulo de imersão da borda do convés, o que for menor.

  • Erro: Toda curva de KG máximo usa a mesma convenção de superfície livre.

    Correto: Leia a correção de superfície livre considerada na curva. Compare KG fluido somente quando o limite for definido para KG fluido.

5Caso prático e dicas de prova

Situação

Um porta-contêineres alimentador tem Δ de 15.000 t, área lateral exposta ao vento de 2.400 m² e Z de 9,0 m. A borda do convés mergulha a 18°. O planejador quer uma camada extra no convés. O que os números mostram e o que você verifica?

Ver a resposta

lw1 = 504 × 2.400 × 9,0 ÷ (1000 × 9,81 × 15.000) ≈ 0,074 m; lw2 ≈ 0,111 m. O limite de inclinação constante é 80 % de 18° = 14,4°, menor que 16°. Uma camada extra altera a exposição ao vento, o deslocamento e KG. Recalcule o braço e o critério. Confira os limites de KG e de carga de convés com calado e trim reais, seguindo a convenção de superfície livre do caderno. Fora desses limites, a condição não é aprovada.

Dicas de prova

  • lw1 = P A Z ÷ (1000 g Δ), P = 504 Pa; lw2 = 1,5 lw1.
  • θ0 ≤ 16° ou 0,8 × ângulo de imersão da borda do convés, o que for menor.
  • Área b ≥ área a; θ2 = menor entre θf, 50°, θc.
  • A bordo: siga a convenção de superfície livre do limite de KG com calado e trim reais.

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