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Centro de gravidade e altura metacêntrica (GM)

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Estabilidade≈ 4 min de leitura

Carga e descarga: momentos em relação à quilha

1A lição em palavras simples

Numa frase

Lista cada peso e a sua altura acima da quilha, soma pesos e momentos e divide. Assim obténs KG para qualquer condição de carregamento.

O método

Cada peso w tem o seu centro à altura Kg acima da quilha. O seu momento vertical é w × Kg, em t·m. Soma os pesos para obter Δ e os momentos para obter o momento total: KG = Σ(w × Kg) ÷ Σw. Começa pelo navio leve do caderno e acrescenta carga, combustível, água, provisões, lastro e constante.

Carga e descarga

Ao carregar, acrescenta uma linha com o novo peso e o seu momento. Ao descarregar, regista o peso e o momento como valores negativos. Os totais dão o novo Δ e KG. G aproxima-se de um peso embarcado e afasta-se de um peso desembarcado.

Depois, a hidrostática

O novo Δ dá um novo calado e, portanto, um novo KM na tabela. GM = novo KM − novo KG. Não pressuponhas que KM se mantém: pode variar vários centímetros entre calados.

Superfície livre

Acrescenta o efeito de superfície livre no fim. Muitos formulários somam ΣFSM ao momento total e dividem por Δ: KG líquido = (Σ momentos + ΣFSM) ÷ Δ. É o mesmo que KG + ΣFSM ÷ Δ. Usa o FSM de cada tanque parcialmente cheio nessa condição.

Conferir o cálculo

Um plano de capacidades indica o centro do espaço cheio, não necessariamente o da tua carga. Usa a distribuição real da estiva para a carga e as tabelas dos tanques para o nível real dos líquidos. Um porão parcialmente carregado pode não estar preenchido uniformemente desde o fundo. Compara o resultado com uma viagem anterior semelhante e com o computador de carga.

2Passo a passo

Exemplo resolvido: quadro de carregamento

  1. 1

    Navio leve: 4 500 t × 8,13 m = 36 585 t·m. Combustível, água e provisões: 950 t × 3,10 m = 2 945 t·m.

    Navio leve conforme a prova de estabilidade no caderno.

  2. 2

    Porões inferiores: 6 600 t × 6,52 m = 43 032 t·m; entrepontes, conveses intermédios de carga: 2 500 t × 10,40 m = 26 000 t·m; convés: 450 t × 15,40 m = 6 930 t·m.

    Cada carga no seu próprio centro.

  3. 3

    Totais: 15 000 t e 115 492 t·m. KG = 115 492 ÷ 15 000 = 7,70 m.

    Momentos divididos pelos pesos.

  4. 4

    Embarca 500 t de carga no convés a Kg 11,00 m: 15 500 t e 120 992 t·m; KG = 7,806 m.

    G sobe em direção ao novo peso.

  5. 5

    Para Δ 15 500 t, os dados hidrostáticos fornecidos dão calado 8,20 m e KM 8,38 m. GM sólido = 8,38 − 7,806 = 0,574 m.

    Consulta KM para o novo calado.

  6. 6

    FSC = 2 231 ÷ 15 500 = 0,144 m. GM líquido = 0,574 − 0,144 = 0,43 m.

    Desceu de 0,55 m: a carga no convés reduz bastante GM.

3Dados-chave

Momento vertical
w × Kg (t·m)
KG
Σ(w × Kg) ÷ Σw
Descarga
Peso negativo e momento negativo
KG líquido
(Σ momentos + ΣFSM) ÷ Δ

4Pontos-chave

  1. 1

    KG = Σ(w × Kg) ÷ Σw, começando pelo navio leve.

  2. 2

    Os pesos descarregados entram como pesos e momentos negativos.

  3. 3

    Consulta KM para o novo calado e aplica o efeito de superfície livre.

  4. 4

    Usa os centros reais da carga e dos tanques para o nível medido.

5Erros frequentes

  • Erro: Ao descarregar, subtrais o peso de Δ, mas manténs o momento total.

    Correto: Subtrai também o seu momento, w × Kg, ou KG fica errado.

  • Erro: O centro do plano de capacidades serve para qualquer quantidade de carga no porão.

    Correto: O centro do espaço cheio pode não coincidir com o da carga. Calcula-o pela estiva real.

6Caso prático e chaves de exame

Situação

Partindo de 15 000 t e 115 492 t·m, descarregas 300 t a Kg 6,30 m. Um colega diz que o navio mais leve terá agora mais GM. Concordas?

Ver a resposta

Novo Δ = 14 700 t. Novo momento = 115 492 − 300 × 6,30 = 113 602 t·m. KG = 113 602 ÷ 14 700 = 7,728 m. KG sobe porque a carga retirada estava abaixo de G. Menor deslocamento não prova maior GM. Consulta KM para o novo calado, recalcula FSC e compara o GM líquido com o limite do caderno na base indicada.

Chaves de exame

  • KG = Σ(w × Kg) ÷ Σw; as descargas entram como valores negativos.
  • Novo calado → novo KM nas tabelas hidrostáticas → GM = KM − KG.
  • KG líquido = (Σ momentos + ΣFSM) ÷ Δ.

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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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