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Centro de gravidade e altura metacêntrica (GM)

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Estabilidade≈ 4 min de leitura

KG, KM e GM num navio

1A lição em palavras simples

Numa frase

KM depende do casco e do calado; KG, do carregamento. Corrige o efeito de superfície livre e segue o caderno de estabilidade para comparar com os limites.

Três alturas

Todas as alturas são medidas desde a quilha, K. KM, a altura do metacentro M, obtém-se na tabela hidrostática para o calado do navio. KG, a altura do centro de gravidade G, resulta do teu cálculo de carregamento. GM = KM − KG. Já os viste na estabilidade de embarcações de recreio; num navio, calculas estes valores com tabelas e momentos.

Sólido e líquido

O GM calculado apenas com os pesos é o GM sólido. Um tanque parcialmente cheio tem líquido que reduz o GM efetivo. Consulta o seu momento de superfície livre (FSM), em t·m, na tabela do tanque. Σ indica a soma dos valores dos tanques; Δ é o deslocamento em toneladas. A correção de superfície livre é FSC = ΣFSM ÷ Δ. KG líquido = KG + FSC; GM líquido = KM − KG líquido. Segue o caderno ao comparar estes valores com os seus limites.

É suficiente?

Lê as instruções do caderno para a curva de GM mínimo ou KG máximo. Confirma se os limites incluem a superfície livre ou exigem o teu valor corrigido. Compara valores na mesma base, dentro da gama de operação aprovada. Nunca apliques a correção duas vezes. Estes exemplos exigem valores líquidos. O GM mínimo geral de 0,15 m do Código Internacional de Estabilidade Intacta de 2008 (Código IS) é apenas um requisito, não o teu objetivo para largar.

Pode ser excessivo?

Um GM elevado torna o navio duro, com um balanço curto e violento. Isso sobrecarrega as peações, que fixam a carga, pode deslocá-la e desgasta a tripulação. Graneleiros carregados de minério podem ter vários metros de GM. Alguns cadernos também indicam um GM máximo, por exemplo para contentores ou madeira no convés.

Origem dos erros

O navio leve inclui lastro fixo, fluidos de serviço das máquinas e agentes fixos de combate a incêndios. Exclui carga, líquidos consumíveis, água de lastro, provisões, pessoas e pertences. Um KG leve errado, um peso esquecido ou um FSM omitido podem alterar KG em muitos centímetros. A constante do navio é a diferença entre o deslocamento medido e os pesos contabilizados. Inclui o peso documentado a uma altura justificada. Confere sondagens e densidades dos tanques; compara com a última viagem semelhante e o computador de carga.

2Passo a passo

Exemplo resolvido: GM à partida

  1. 1

    Dados: Δ 15 000 t a 8,00 m de calado. Tabela: KM = 8,40 m. Quadro de carregamento: KG = 7,70 m.

    KM vem do casco; KG, dos pesos.

  2. 2

    GM sólido = 8,40 − 7,70 = 0,70 m.

    Antes da correção de superfície livre.

  3. 3

    Tanques parcialmente cheios: ΣFSM = 2 231 t·m. FSC = 2 231 ÷ 15 000 = 0,149 m.

    Valores das tabelas dos tanques.

  4. 4

    KG líquido = 7,849 m; GM líquido = 8,40 − 7,849 = 0,551 m, ou seja, 0,55 m.

    Valor líquido usado nestes exemplos.

  5. 5

    O GM líquido mínimo do caderno a 8,00 m é 0,35 m: margem de 0,20 m.

    Lê a curva para este calado; não uses um valor fixo.

3Dados-chave

GM
KM − KG
Correção de superfície livre
FSC = ΣFSM ÷ Δ
GM líquido
KM − (KG + FSC)
Mínimo do Código IS
GM0 ≥ 0,15 m, com todos os outros critérios

4Pontos-chave

  1. 1

    GM = KM − KG: KM vem da tabela para o calado; KG, dos momentos.

  2. 2

    Calcula KG líquido = KG + ΣFSM ÷ Δ; usa a base de comparação indicada no caderno.

  3. 3

    Lê o limite de GM ou KG para o calado real; verifica como inclui a superfície livre e a gama de operação.

  4. 4

    GM excessivo também é um problema: balanço violento e grandes esforços nas peações.

5Erros frequentes

  • Erro: GM de 0,15 m basta porque cumpre o Código IS.

    Correto: 0,15 m é apenas um critério. A curva limite do caderno abrange todos e costuma exigir mais.

  • Erro: KM mantém-se igual, qualquer que seja o carregamento.

    Correto: KM depende do calado. Após carregar ou descarregar, consulta KM para o novo calado.

6Caso prático e chaves de exame

Situação

Após carregar, KG é 7,95 m e ΣFSM é 1 500 t·m, com Δ 15 000 t, calado 8,00 m e KM 8,40 m. O KG líquido máximo do caderno para este calado é 8,05 m. Podes largar?

Ver a resposta

FSC = 0,10 m, logo KG líquido = 8,05 m e GM líquido = 0,35 m. Cumpres exatamente o limite de partida indicado, sem margem. Procura maior margem e recalcula deslocamento, KM, KG e FSC após qualquer alteração de carga ou tanques. Para largar, faltam ainda as outras verificações. Calcula também as condições de chegada e intermédias: o consumo altera KG, KM e superfície livre, podendo melhorar ou piorar a condição à chegada.

Chaves de exame

  • GM = KM − KG; GM líquido = KM − (KG + ΣFSM ÷ Δ).
  • Consulta KM nas tabelas hidrostáticas para o calado real.
  • Segue a base de comparação do caderno para a curva de GM mínimo ou KG máximo; evita corrigir a superfície livre duas vezes.

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Quando a tiveres lido, responde a três perguntas. Acerta as três para concluir a unidade; só abrir a página não conta.

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