Ver unidadesEstabilidade de embarcações de recreio: metacentro, tipos de equilíbrio, movimentação de pesos, curva GZ e ângulo de estabilidade nula (AVS)
O metacentro M, GM e os três tipos de equilíbrio
1A lição em palavras simples
Em pequenos ângulos de adernamento, o empuxo, a força que a água exerce para cima, passa pelo metacentro. Sua altura acima de G, GM, mede a estabilidade inicial.
O metacentro
Quando seu barco inclina alguns graus para um lado, ou aderna, B, o centro de carena, centro do volume submerso do casco, se desloca para fora em um arco. A vertical do empuxo pelo novo B cruza a linha de centro no metacentro, M. Para pequenos ângulos, até cerca de 10°, M fica quase fixo.
Alturas a partir da quilha
Meça as alturas a partir da referência K, na quilha. KB é a altura de B, KG a de G, o centro de gravidade do veleiro, e KM a de M. A altura metacêntrica é GM = KM − KG. A forma do casco e o calado, a distância vertical da linha d’água à parte mais baixa do casco, determinam KM; a posição dos pesos determina KG.
Três tipos de equilíbrio
Com M acima de G, GM é positivo: equilíbrio estável, com tendência inicial a endireitar. Se M e G coincidem, GM é zero: equilíbrio inicialmente indiferente, sem tendência inicial de endireitamento. Para inclinações maiores, confira a curva GZ. Com G acima de M, GM é negativo: o equilíbrio na posição aprumada é instável. O barco pode assumir um ângulo de banda por GM negativo, uma inclinação causada pelo GM inicial negativo, ou emborcar. Uma banda por peso fora do centro pode ocorrer com GM positivo.
GM e o braço
O braço de endireitamento, GZ, é a distância horizontal entre as linhas de ação do peso e do empuxo. Para pequenos ângulos, GZ ≈ GM × sin θ, em que θ é o ângulo de adernamento. GM indica quanto o braço cresce com o adernamento perto da posição aprumada. Acima de cerca de 10°, use a curva GZ completa.
Barco duro e barco mole
Um GM grande torna o barco duro: difícil de adernar, com balanço rápido e período curto, que pode ser desconfortável. Um GM pequeno torna o barco mole: ele aderna facilmente e balança devagar. Um balanço muito lento e preguiçoso no porto pode indicar GM pequeno.
2Dados-chave
- Altura metacêntrica
- GM = KM − KG
- Braço em pequenos ângulos
- GZ ≈ GM × sin θ (até cerca de 10°)
- Estável
- M acima de G: GM positivo
- Indiferente
- M em G: GM zero
- Instável
- GM negativo: instável na posição aprumada; possível banda por GM negativo
3Pontos-chave
- 1
M é onde a linha do empuxo cruza a linha de centro em pequenos adernamentos.
- 2
GM = KM − KG: positivo, zero ou negativo descreve a estabilidade inicial.
- 3
Para pequenos ângulos, GZ ≈ GM × sin θ.
- 4
GM grande: barco duro, balanço rápido. GM pequeno: barco mole, balanço lento.
- 5
A posição dos pesos controla KG; a forma do casco e o calado determinam KM.
4Erros frequentes
Erro: M é um ponto fixo em qualquer ângulo de adernamento.
Correto: M fica quase fixo apenas em pequenos ângulos. Em grandes ângulos, use a curva GZ.
Erro: Quanto maior o GM, melhor.
Correto: GM excessivo provoca balanços violentos que sobrecarregam equipamentos e tripulação. Busque GM suficiente e uma boa curva GZ.
5Caso prático e dicas de prova
Você transfere mantimentos pesados de armários baixos para um arco acima do G original. O deslocamento, a massa total do veleiro, e o calado não mudam. Agora o veleiro balança mais devagar e aderna mais nas rajadas. O que mudou e o que você deve conferir antes de sair?
Ver a resposta
Mover os mantimentos para cima eleva KG. Sem mudança no calado, KM permanece igual, então GM diminui e o barco fica mais mole. Recoloque os itens adequados em locais baixos e bem presos. Confira as informações de estabilidade do fabricante para a nova carga; GM sozinho não descreve toda a curva GZ.
Dicas de prova
- GM = KM − KG: positivo estável, zero indiferente, negativo instável perto da posição aprumada.
- GZ ≈ GM sin θ para pequenos ângulos (até cerca de 10°).
- Duro (GM grande): balanço rápido e período curto. Mole (GM pequeno): balanço lento e período longo.
- KM vem da forma do casco e do calado; KG, da distribuição da carga.
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