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ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE TECNOLOGIA MARÍTIMA Capítulo II – Estrutura do Navio ENIDH – 2013/2014 ENIDH – 2013/2014.

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1 ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE TECNOLOGIA MARÍTIMA Capítulo II – Estrutura do Navio ENIDH – 2013/2014 ENIDH – 2013/2014

2 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 2 Estrutura do Navio Índice Tipos de navios Características dos navios de carga Principais definições dos navios Qualidades náuticas dos navios Estrutura do navio Geometria do navio Capacidade de carga do navio Tonelagem do navio

3 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 3 Estrutura do Navio Principais definições Não havendo uma regra perfeitamente definida, a designação de navio aplica- se, em geral, às embarcações que possuem dimensões consideráveis O termo embarcação possui um carácter mais genérico e abrange as pequenas e as grandes construções

4 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 4 Estrutura do Navio Principais definições de um navio 1.Proa 2.Bolbo 3.Âncora 4.Casco 5.Hélice 6.Popa 7.Chaminé 8.Ponte 9.Convés

5 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 5 Estrutura do Navio Tipos de navios Os navios mercantes, relativamente à natureza do transporte que efectuam, classificam-se em: Navio de passageiros e Ro-Ro de passageiros Navios de carga - Carga geral e específica Navios mistos - Carga e passageiros

6 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 6 Estrutura do Navio Navio Funchal

7 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 7 Estrutura do Navio Navio de transporte de passageiros Navio de cruzeiro Oasis of the Seas

8 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 8 Estrutura do Navio Navio Ro-Ro de transporte de passageiros e automóveis Esquema do navio em corte

9 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 9 Estrutura do Navio Navio de transporte de passageiros do tipo HIDROFOIL

10 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 10 Estrutura do Navio Navios mercantes de carga Cargueiros: transportam carga geral a granel e carga frigorífica Porta-contentores: transportam apenas carga contentorizada Porta-contentores flutuantes: Contentores flutuantes, que carregam em fundeadouros, pelo que dispensam os cais de atracação

11 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 11 Estrutura do Navio Navio de carga geral São chamados navios breakbulke podem transportar os mais diversos tipos de carga, embaladas ou não, podendo ser paletizada, de carga seca e cargas frigoríficas Estão a tornar-se obsoletos e a ser substituídos por navios porta-contentores e roll-on-roll-off (ro-ro) Operam ainda para alguns portos de África

12 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 12 Estrutura do Navio Navio de carga geral Aspecto de um navio de carga geral

13 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 13 Estrutura do Navio Navio porta-contentores São navios que transportam exclusivamente mercadorias unitizadas em contentores. Os espaços destinados para os contentores designam-se por baias São construídos para a colocação de contentores de 20 e 40 pés, onde as baias são numeradas Alguns desses navios dispõem de gruas ou guindastes especiais

14 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 14 Estrutura do Navio Navio porta-contentores Esquema típico de um porta-contentores

15 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 15 Estrutura do Navio Navio porta-contentores Megacarrier Edith Maersk (2007) Comprimento: 397 m Boca: 56 m Calado: 15.5 m Desloc.: tdw Capacidade: content. Potência: 80 Mw Veloc. : 25.5 nós

16 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 16 Estrutura do Navio Navios mercantes de carga Roll-On Roll-Off – São navios em que a carga entra e sai dos porões, geralmente sobre rodas (automóveis, autocarros, camiões) ou sobre veículos (atrelados, etc.) Graneleiros – Carga a granel sólida: carvão, minério, cereais, cimento, etc. Navios-tanque – Carga a granel líquida geral (combustíveis) ou específica: vinho, água, óleos alimentares, melaço, etc.

17 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 17 Estrutura do Navio Navio Roll-On-Roll-Off Caracterizam-se pela grande altura do costado e pela rampa na parte de ré do navio Carga rolante: veículos ligeiros e pesados com motor, que entram e saem do navio pelos seus próprios meios, pelas rampas e portas situadas a vante, a ré, ou nos bordos Não utilizam guindastes Possuem vários decks Não têm porões

18 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 18 Estrutura do Navio Navio Roll-On-Roll-Off

19 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 19 Estrutura do Navio Navio graneleiro São designados por graneleiros ou bulk vessels, os navios destinados ao transporte de grandes quantidades de carga a granel Transportam carga a granel, ou seja, milho, trigo, soja, minério de ferro, etc. Características: Baixo custo operacional, longo convés principal com porões Operam com velocidade reduzida (12 a 14 nós)

20 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 20 Estrutura do Navio Navio graneleiro (Bulk carrier)

21 Estrutura do Navio Navio do tipo O/O (Ore/Oil) – minério/ petróleo São os navios de carga combinada, ou seja, transportam minério e petróleo Alguns navios possuem porões e tanques separados Outros navios possuem tanques de produto convertíveis para minério após efectuarem-se as respectivas limpezas © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 21

22 Estrutura do Navio Navio do tipo O/O (Ore/Oil) – minério/ petróleo © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 22 Configuração dos tanques de carga

23 Estrutura do Navio Aspecto típico de um navio do tipo O/B/O © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 23

24 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 24 Estrutura do Navio Navios-tanque Navios-tanque petroleiros – Carga a granel líquida: crude e seus derivados Navios-tanque químicos – Carga a granel líquida: ácido sulfúrico, acetona, etc. Navios-tanque de transporte de gases liquefeitos (LPG / LNG) – Carga a granel liquefeita: gás natural, butano, propano e metano

25 Estrutura do Navio Navios para transporte de petróleo São geralmente navios de grandes dimensões Os maiores petroleiros do mundo são destinados ao transporte de petróleo bruto Alguns deles chegaram a ultrapassar as toneladas de porte Fazem o abastecimento das grandes refinarias a partir dos campos petrolíferos © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 25

26 Estrutura do Navio Principais características dos navios- tanque Construção com duplo fundo e casco duplo (nos navios novos) Tanques de lastro segregado (tanques só para lastro) Casa das bombas independente Tanques de aço normal, geralmente não pintados para produtos pretos, e pintados para produtos brancos © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 26

27 Estrutura do Navio Estrutura de um navio-tanque petroleiro (produtos pretos) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 27

28 Estrutura do Navio Navios para transporte de petróleo A sua estrutura para carga, no casco em aço, é constituída por tanques paralelipi- pédicos em três grupos distintos: tanques centrais tanques laterais a bombordo tanques laterais a estibordo Antigamente, o seu casco era construído sem duplo fundo na estrutura da carga e sem forro interior © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 28

29 Estrutura do Navio Navios para transporte de petróleo Actualmente, devido à ocorrência de alguns acidentes graves (Erika, Prestige), a IMO criou uma regulamentação que obriga à construção de navios-tanque novos com: Duplo fundo Casco duplo © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 29

30 Estrutura do Navio Secção em corte de um navio-tanque de casco duplo © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 30

31 Estrutura do Navio Navio-tanque (Very Large Crude Carr.) VLCC existente no Simulador da ENIDH © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 31

32 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 32 Estutura do Navio Navio-tanque VLCC para transporte de petróleo (Simulador da ENIDH)

33 Estrutura do Navio Navios-tanque de transporte de produtos refinados © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 33

34 Estrutura do Navio © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 34 Navios-tanque de transporte de produtos químicos São os navios para transporte de cargas químicas especiais, tais como: enxofre líquido, ácido fosfórico, soda cáustica, etc. Características: Maior número de tanques Operação mais complexa Revestimento especial dos tanques Custo elevado

35 Estrutura do Navio © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 35 Navio-tanque de produtos químicos

36 Estrutura do Navio Navios-tanque de transporte de gás liquefeito (Gas tankers) As misturas gasosas transportadas por via marítima na fase líquida, podem dividir-se em dois grandes grupos, normalmente conhecidos por: Gases liquefeitos derivados do petróleo - LPG's; Gases naturais - LNG's. © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 36

37 Estrutura do Navio Navios-tanque de transporte de gás liquefeito Composição do gás natural © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 37

38 Estrutura do Navio Navios-tanque de transporte de gás liquefeito Relativamente aos navios-tanque petroleiros, os navios de transporte de gases liquefeitos caracterizam-se por: Os tanques de carga podem localizar-se mais acima da linha de água A capacidade de transporte é avaliada em termos de volume © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 38

39 Estrutura do Navio Navios-tanque de transporte de gás liquefeito Para o mesmo deslocamento, o volume total dos tanques é maior É necessário ter uma maior atenção à influência dos espelhos líquidos na estabilidade dos navios Têm de dispor de tanques de lastro para as viagens de retorno © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 39

40 Estrutura do Navio Navios-tanque de transporte de gás liquefeito (LPG – Liquefied Petroleum Gas) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 40

41 Estrutura do Navio Navios-tanque de transporte de gás liquefeito (LNG – Liquefied Natural Gas) Transportam a carga completamente refrigerada à temperatura de -165°C Têm capacidades de transporte de carga, que variam entre os m3 e m3 (S-Max) a m3 (Q-Max) Os tanques de carga são em alumínio, aço- níquel ou aço inoxidável, isolados termica- mente © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 41

42 Estrutura do Navio Navios-tanque de transporte de gás liquefeito (LNG - metaneiros) É necessário efectuar uma monitorização contínua para detecção de gás nos espaços dos porões em torno dos tanques de carga São navios de casco duplo, sendo o lastro transportado em tanques de duplo fundo e tanques laterais O gás libertado pela carga ("boil-off') é utilizado como combustível na instalação propulsora do navio (caldeira ou motor Diesel) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 42

43 Estrutura do Navio Navios-tanque de transporte de gás liquefeito (LNG - metaneiros) © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 43

44 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 44 Estrutura do Navio Navio-tanque LNG Berge Everett (existente no Simulador da ENIDH)

45 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 45 Estrutura do Navio Navio-tanque LNG Berge Everett (Simulador da ENIDH)

46 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 46 Estrutura do Navio Navio-tanque LNG (Q-Max) Navio-tanque LNG Q-Max: Comprim.: 345 m Boca: 53,8 m Pontal: 34,7 m Pot.: 2*21770 kW Cap.: m3

47 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 47 Estrutura do Navio Outros tipos de navios Navios quebra-gelos Navios dragas Navios lança cabos-submarinos Navios rebocadores Navios de combate à poluição Navios de prospecção petrolífera Navios de apoio às plataformas Navios de pesca Navios-escola

48 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 48 Estrutura do Navio Navio quebra-gelos

49 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 49 Estrutura do Navio Unidade flutuante de armazenamento e transferência (Floating Production Storage and Offloading - FPSO) É um tipo de navio utilizado pela indústria petrolífera para a exploração (produção), armazenamento de petróleo e/ou gás natural e escoamento da produção para navios de transporte de ramas São utilizados em locais de produção distantes da costa em que não é viável a ligação por oleodutos ou por gasodutos

50 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 50 Estrutura do Navio Unidade flutuante de armazenamento e transferência (Floating, Production Storage and Offloading - FPSO)

51 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 51 Estrutura do Navio Navio de transporte especial (Ex: Plataforma de extracção de petróleo) Plataforma a ser transportada por um navio especial de carga

52 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 52 Estrutura do Navio Navio de pesca (fishing vessel) São navios utilizados para efectuar a captura de pescado

53 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 53 Estrutura do Navio Rebocador (tug) São navios utilizados para puxar, empurrar e manobrar todos os tipos de navios Geralmente utilizados para manobras de grandes navios em zonas portuárias e em canais de acesso aos portos Pode também socorrer navios em alto mar, rebocando-os para zonas seguras; e puxar navios encalhados em bancos de areia Apesar de serem pequenos, possuem uma grande potência de propulsão

54 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 54 Estrutura do Navio Rebocador (tug) Utilizam-se geralmente nos portos para rebocar navios

55 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 55 Estrutura do Navio Navio-escola de treino / turismo Lugre à vela e a motor (Santa Maria Manuela)

56 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 56 Estrutura do Navio Estudo do Navio

57 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 57 Estrutura do Navio Os navios relativamente ao raio de acção onde operam, dividem-se em: Navios de longo curso – Operam sem limite de zona Navios de cabotagem – Operam entre portos de um território ou em zonas não oceânicas Navios costeiros – Operam à vista de terra ou dentro de determinados limites próximos da costa

58 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 58 Estrutura do Navio Os navios relativamente ao raio de acção onde operam, dividem-se em: Navios ou embarcações de tráfego local: Operam nos portos, rios, lagos, lagoas, estreitos ou de um modo geral na área de jurisdição de uma Capitania ou Delegação Marítima (de um porto)

59 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 59 Estrutura do Navio Características dos navios de carga

60 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 60 Estrutura do Navio Características dos navios de carga (PANAMAX)

61 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 61 Estrutura do Navio Navios PANAMAX Navio a passar por uma eclusa do Canal do Panamá

62 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 62 Estrutura do Navio Principais definições do navio De acordo com a terminologia náutica, os lados do navio, relativamente ao plano longitudinal, designam-se por bordos O bordo esquerdo toma o nome de BOMBORDO (BB), quando se olha para a proa O bordo direito designa-se por ESTIBORDO (EB), quando se olha para a proa

63 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 63 Estrutura do Navio Principais definições do navio As extremidades anteriores e posteriores do navio designam-se, respectivamente, por PROA e POPA As faces laterais do costado na zona da proa chamam-se AMURAS (de BB e de EB) As faces laterais na zona da popa chamam-se ALHETAS (de BB e de EB)

64 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 64 Estrutura do Navio Principais definições do navio Tal como indica a figura seguinte, para a localização de um objecto fora do navio utilizam-se os termos AMURA, ALHETA e TRAVÉS Exemplo: A bóia está pela amura de BB ou o vento sopra pelo través de EB SOTAVENTO - lado abrigado do vento BARLAVENTO - lado donde sopra o vento

65 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 65 Estrutura do Navio Posicionamento no exterior do navio Esquema do navio

66 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 66 Estrutura do Navio Qualidades náuticas dos navios Flutuabilidade – capacidade de flutuação do navio. Depende da impermeabilidade do casco, do volume e divisão interna em compartimentos estanques Robustez – capacidade de resistir às forças a que está sujeito. Depende dos componentes estruturais, dos materiais utilizados e da qualidade da construção Mobilidade – capacidade de navegar pelos seus próprios meios

67 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 67 Estrutura do Navio Qualidades náuticas dos navios Manobrabilidade – capacidade de manobrar (governar) pelos seus próprios meios num determinado espaço Estabilidade – capacidade de regressar à posição de equilíbrio quando dela for afastado por acção de forças externas A estabilidade depende da forma do casco e do posicionamento dos centros de gravidade e de impulsão do navio

68 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 68 Estrutura do Navio Conceitos básicos sobre estabilidade Quando um navio flutua, o peso do navio (deslocamento), que actua verticalmente para baixo no seu centro de gravidade (G), é igual à impulsão, que actua ascendentemente no centro de querena (B) Se, para além de flutuar, o navio estiver em equilíbrio (posição direita), o centro de gravidade e o centro de querena estão situados na mesma linha vertical

69 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 69 Estrutura do Navio Estabilidade: condições de equilíbrio As forças G e B são aplicadas na mesma vertical

70 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 70 Estrutura do Navio Estabilidade Quando um navio, por acção de uma força externa (ondas ou vento), inclina-se de um ângulo θ, não existe uma variação na quantidade do volume de água deslocada, mas a sua distribuição varia A variação na forma da distribuição do volume imerso, origina uma deslocação do centro de querena de B para B1(centro geométrico do novo volume imerso)

71 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 71 Estrutura do Navio Estabilidade O centro de gravidade (G) permanece na mesma posição (assumindo que não foi alterada a distribuição de pesos a bordo) A posição relativa entre G e B altera-se (B passa para B1), originando que as linhas de acção do peso do navio e da força de impulsão fiquem horizontalmente separadas Peso e Impulsão estão agora aplicados em G e B1, respectivamente, e são forças verticais, perpendiculares à nova linha de água (L1, A1)

72 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 72 Estrutura do Navio Estabilidade Navio adornado θ

73 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 73 Estrutura do Navio Estabilidade: depois da inclinação A força de impulsão actua segundo B1 enquanto que o peso continua a actuar para baixo segundo G Observando as forças presentes, verifica- se que existe um momento resultante formado pelo peso do navio, que actua no centro de gravidade e pela impulsão, que actua pelo centro de querena, a uma distância GZ Este momento tende a rodar o navio para a posição inicial

74 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 74 Estrutura do Navio Estabilidade: depois da inclinação O momento referido designa-se por Momento Endireitante (ME) ou Momento Estático de Estabilidade ME=Δ.GZ ou ME= Δ.GM.senΘ (ton.m) Δ = deslocamento (toneladas) O momento endireitante para qualquer ângulo de inclinação, representa o valor instantâneo da capacidade do navio em retomar a posição direita, quando o navio está em águas paradas e momentanea- mente em repouso

75 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 75 Estrutura do Navio Estrutura do navio (casco) Fundo – Parte inferior do casco Costado – Parte lateral do casco que termina superiormente na borda Encolamento – Zona de ligação entre o costado e o fundo, que pode ter forma curva, rectilínea ou em quinado Forro - Parte exterior do costado Amurada - Parte interna do costado

76 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 76 Estrutura do Navio Estrutura do navio (casco) Convés ou Pavimento principal – Pavimento resistente mais próximo da borda que fecha a parte superior do casco. Prolonga-se a toda a extensão do navio Pavimento superior (normalmente o convés) – Nos navios com convés de abrigo, o pavimento superior passa a ser a primeira coberta Borda falsa – Prolongamento do costado acima do convés

77 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 77 Estrutura do Navio Estrutura do navio (casco)

78 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 78 Estrutura do Navio Carena, Querena ou Obras Vivas A parte imersa do casco, situa-se abaixo da linha de flutuação Esta é a parte do casco que origina a impulsão

79 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 79 Estrutura do Navio Estrutura do navio (casco) Obras Mortas – Parte do casco situada acima da linha de flutuação, incluindo as superstruturas Convés – É o pavimento mais próximo da borda Acima do convés poderá haver outro, de estrutura menos resistente, designado por convés superior

80 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 80 Estrutura do Navio Estrutura do navio (casco) Cobertas – São os pisos situados abaixo do convés. São numerados de cima para baixo (ver figura) Portas de mar – Aberturas existentes na borda falsa para o escoamento de água. Estas aberturas são providas de portas que abrem de dentro para fora para facilitar o escoamento da água Resbordos – Aberturas no costado destinadas ao embarque de peças e mantimentos

81 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 81 Estrutura do Navio Estrutura do navio (casco)

82 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 82 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio A solidez da estrutura é garantida pelo seguinte conjunto de componentes que constituem a ossada do navio: Balizas, cavername, longarinas Vaus, anteparas Quilha, sobrequilha Pés de carneiro ou Montantes Roda de proa, cadaste

83 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 83 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio Balizas - são elementos estruturais, geralmente de forma curva, constituídas por dois ramos iguais (meias-balizas) que se desenvolvem desde a quilha até à borda Na zona do fundo do navio as balizas ligam a chapas verticais chapas de caverna que limitam as Cavernas Cavername – conjunto de balizas

84 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 84 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio Longarinas – São reforços longitudinais destinados a aumentar a resistência longitudinal da estrutura e a consolidação do cavername Estes componentes são formados por cantoneiras ou perfis que assentam sobre as balizas As longarinas do fundo e do encolamento são vulgarmente designadas por escoas

85 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 85 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio

86 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 86 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio Quilha – Peça longitudinal que fecha a ossada do navio interiormente, e que contribui em grande parte para a resistência longitudinal do casco, sendo mesmo o elemento estrutural que suporta os maiores esforços Assegura a ligação das balizas e serve também de meio de ligação do forro dos dois bordos do navio Pode ser saliente ou chata

87 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 87 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio A quilha saliente ou maciça é uma viga de ferro ou aço composta por vários talões unidos, sendo este tipo de quilha mais utilizada em pequenas embarcações ou rebocadores A quilha chata, também designada por chapa de quilha, é constituída por uma fiada longitudinal de chapas horizontais de maior espessura do que as do forro do casco.

88 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 88 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio Sobrequilha – Elemento estrutural que se desenvolve longitudinalmente no interior do navio e que concorre com a quilha para a resistência estrutural do casco e consolidação do cavername É normalmente constituída por um conjunto de chapas verticais dispostas no sentido longitudinal do navio, cruzando a meio as chapas de caverna Pode no entanto ser também uma cantoneira colocada longitudinalmente

89 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 89 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio Quilha, caverna e sobrequilha Sobrequilha Caverna Quilha

90 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 90 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio Vaus – Estes elementos são constituídos por cantoneiras transversais que ligam os dois ramos de cada baliza (meias-balizas) A zona de ligação entre as balizas e os vaus é consolidada por meio de esquadros Para além de servirem para ligar as duas meias-balizas, os vaus servem para assentamento dos pavimentos

91 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 91 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio

92 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 92 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio Pés de Carneiro ou Montantes – Estes componentes, construídos em tubo ou outras peças de aço perfilado, têm por função escorar os vaus aumentando a resistência à flexão Roda de proa – É a peça que fecha a ossada do casco na zona da proa, ficando ligada à quilha pelo extremo inferior

93 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 93 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio Pé de carneiro ou Montantes Vaus Baliza Caverna

94 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 94 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio Cadaste – É a peça que fecha a ossada do casco na zona da popa e que suporta o leme A forma do cadaste depende essencial- mente do formato da popa. A sua ligação à estrutura adjacente deve ser muito resistente com vista a suportar as vibrações induzidas pelo impacto das massas de água movimentadas pelo hélice Anteparas – São divisórias transversais ou longitudinais, estanques ou não, que dividem interiormente o navio

95 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 95 Estrutura do Navio Estrutura resistente do navio

96 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 96 Estrutura do Navio Estrutura da proa As cargas dinâmicas a que a zona da proa se encontra sujeita, criam a necessidade de um arranjo estrutural altamente resistente A espessura das chapas nesta região é superior à das restantes chapas do casco e existem numerosos reforços, tal como as escoas e o espaçamento entre as balizas e chapas de caverna é menor

97 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 97 Estrutura do Navio Estrutura da proa

98 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 98 Estrutura do Navio Estrutura da proa A antepara de colisão é uma antepara estanque destina-se a impedir o alagamento das zonas posteriores do navio em caso de rombo motivado por uma eventual colisão Na zona da proa situa-se também o paiol da amarra, que é um compartimento destinado à recolha da amarra do navio É usual haver um tanque de água doce (pique de vante – fore peak tank)

99 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 99 Estrutura do Navio Estrutura da proa

100 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 100 Estrutura do Navio Estrutura da popa As formas geométricas da popa e as solicitações a que irá estar sujeita, resultantes, designadamente da presença dos hélices, determinam um tipo de concepção especial A configuração geométrica da popa difere de acordo com um conjunto de factores, como seja o número de hélices e linhas de veios e da sua posição

101 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 101 Estrutura do Navio Estrutura da popa Na zona da popa, está localizada a manga do veio propulsor, onde é fixado o hélice (propeller) Na parte superior, fica situada a casa da máquina do leme (steering gear) O cadaste suporta o leme (rudder) Em geral, existe um tanque de água doce designado por pique de ré (Aft peak tank), que tem também como função arrefecer a manga do veio propulsor

102 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 102 Estrutura do Navio Estrutura da popa

103 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 103 Estrutura do Navio Superestruturas e casario Designam-se por superstruturas as construções acima do convés que se estendem em toda a largura do navio; tomam o nome de casotas ou rufos quando a sua largura é inferior à do navio Em ambos os casos, têm uma função importante na segurança do navio, garantindo a protecção contra a eventual entrada de água

104 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 104 Estrutura do Navio Superestruturas e casario Escotilhas – São aberturas existentes nos pavimentos destinadas à passagem de pessoal, cargas ou para ventilação As escotilhas têm um contorno designado por braçola As braçolas dos lados de vante e de ré chamam-se contra-braçolas

105 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 105 Estrutura do Navio Superestruturas e casario Portalós – Locais à borda servidos por escadas (escada de portaló), por onde se entra e sai do navio. As escadas dos portalós têm dois patins e corrimão apoiado em balaústres

106 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 106 Estrutura do Navio Superestruturas e casario Tombadilhos – Pisos acima do convés. Numeram-se de baixo para cima Exceptua-se nesta nomenclatura, o tecto do castelo da proa que é designado simplesmente por castelo Os tombadilhos podem ter designações específicas de acordo com os equipamentos aí instalados ou com a sua função Por exemplo, o tombadilho onde se situam as embarcações de sobrevivência designa-se por tombadilho das baleeiras

107 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 107 Estrutura do Navio

108 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 108 Estrutura do Navio Buzinas Aberturas praticadas na borda falsa, geralmente à proa e à popa, destinadas a dar passagem aos cabos do interior para o exterior do navio

109 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 109 Estrutura do Navio Cabeços Peças de ferro verticais com base fortemente cavilhada para o convés e vaus, que servem para dar a volta aos cabos de força ou espias

110 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 110 Estrutura do Navio Robaletes Peças metálicas fixadas no casco que são colocadas na zona do encolamento e têm como função reduzir o balanço bombordo/estibordo São também por vezes chamados de quilhas de balanço

111 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 111 Estrutura do Navio Robaletes

112 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 112 Estrutura do Navio Molinete e amarra

113 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 113 Estrutura do Navio Ferro e escovém

114 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 114 Estrutura do Navio Escovém e passadiço Escovém Passadiços

115 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 115 Estrutura do Navio Amarra As amarras são correntes de aço vazado ou de ferro fundido, divididas em troços designados por quarteladas (geralmente de 15 braças)

116 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 116 Estrutura do Navio Geometria do navio A forma básica de um navio ou embarcação é definida através de um desenho designado por Plano Geométrico ou Plano de Formas Representa o seu casco em três perspectivas Para concretização deste plano, utiliza-se um grande número de planos auxiliares, projectando-se as intersecções com a superfície do casco em planos de referência

117 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 117 Estrutura do Navio Geometria do navio Plano Longitudinal, de mediania, diametral, simetria Plano Transversal Plano Horizontal

118 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 118 Estrutura do Navio Linhas e planos de referência Plano de flutuação ou das linhas de água: É o plano definido pela superfície da água Plano horizontal: É um plano paralelo ao plano de flutuação A intersecção dos diversos planos auxiliares paralelos com o casco definem as linhas de água (LA)

119 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 119 Estrutura do Navio Linhas e planos de referência Plano diametral, de Simetria, Longitudinal, Médio ou de Mediania – Plano vertical, perpendicular ao anterior, dividindo o navio em duas partes simétricas Os planos paralelos a este plano definem os cortes longitudinais (CL) Plano transversal ou vertical – É um plano perpendicular aos planos anteriores. As intersecções dos planos paralelos a este com o casco definem as secções

120 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 120 Estrutura do Navio Linhas e planos de referência PLANO BASE (PB) - Plano horizontal correspondente à linha de água de traçado mais baixo LINHA BASE (LB) - Linha obtida pela intercepção do plano diametral do navio com o plano base A linha de base é a linha de referência do plano geométrico do navio

121 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 121 Estrutura do Navio Linhas e planos de referência

122 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 122 Estrutura do Navio Planos e secções

123 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 123 Estrutura do Navio Linhas e planos de referência Principais dimensões

124 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 124 Estrutura do Navio Dimensões lineares do navio O navio tem, como todas as construções com volume, as três dimensões básicas: o comprimento, a altura e a largura, mantendo a designação da primeira (comprimento) e dando à largura o nome de boca e à altura o de pontal COMPRIMENTO TOTAL, OU FORA A FORA (LFF) - É o comprimento do navio medido horizontalmente entre as partes mais salientes da proa e da popa

125 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 125 Estrutura do Navio Dimensões lineares do navio LARGURA - A largura de um navio designa se por BOCA (B) PONTAL (D) - Distância (altura, medida no plano diametral a meio comprimento entre perpendiculares), entre a recta do vau do pavimento principal e a face superior da quilha (navios de aço)

126 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 126 Estrutura do Navio Dimensões lineares do navio Comprimento entre perpendiculares (LPP) – É o comprimento do navio medido entre as perpendiculares a vante (AV) e a ré (AR) Comprimento na flutuação (LFL) – É a distância entre os pontos de intersecção da linha de flutuação com os contornos da proa e da popa. É uma dimensão importante nos problemas de propulsão

127 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 127 Estrutura do Navio Dimensões lineares do navio

128 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 128 Estrutura do Navio Dimensões de sinal CALADO (d) – Distância vertical entre o ponto mais baixo da quilha (superfície inferior) e o plano de flutuação O calado pode ser medido a vante, a ré e a meio navio. Com esta finalidade, existe uma marcação no costado em ambos os bordos CENTRO DE CARENA – Centro de gravidade do volume de carena

129 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 129 Estrutura do Navio Dimensões de sinal ISOCARENAS – São as carenas de igual volume, correspondentes a um mesmo flutuador a diferentes inclinações CAIMENTO – É a inclinação do navio no sentido longitudinal O caimento corresponde à diferença de calados AV e AR

130 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 130 Estrutura do Navio Dimensões de sinal Calado Water line Draught

131 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 131 Estrutura do Navio Dimensões de sinal Caimento a vante e a ré

132 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 132 Estrutura do Navio Dimensões de sinal (em inglês) Loa, Lpp, Lwl, T, T A, T f

133 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 133 Estrutura do Navio Capacidade de carga do navio Para que os navios mercantes naveguem com segurança torna-se absolutamente necessário estabelecer uma linha a partir da qual não seja permitido carregar mais o navio, ou seja, uma linha de carga máxima Os armadores e/ou os comandantes dos navios podem ter interesse em carregar o navio o mais possível, diminuindo a sua segurança, nomeadamente a sua reserva de flutuabilidade, e as qualidades náuticas do navio

134 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 134 Estrutura do Navio Capacidade de carga do navio Reserva de flutuabilidade - é o nome que se dá ao volume dos espaços fechados do navio situado acima do plano de flutuação É portanto indispensável marcar de maneira bem visível essa linha de carga máxima a que corresponderá uma imersão máxima

135 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 135 Estrutura do Navio Capacidade de carga do navio O calado máximo a que um navio pode navegar é estabelecido com base em dois critérios distintos: Regras de classificação relativas à resistência estrutural, que estabelecem o calado de construção Regras de bordo livre, que estabelecem a distância entre a linha de água máxima e pavimento de bordo livre

136 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 136 Estrutura do Navio Capacidade de carga do navio BORDO LIVRE – Distância vertical, indicada a meio navio, entre a linha obtida pela intercepção da face superior do convés com a superfície exterior do casco (linha do bordo livre) e o plano de flutuação carregado Para cada plano de flutuação carregado, consoante a época ano e a zona a navegar, há um Bordo Livre Específico

137 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 137 Estrutura do Navio Capacidade de carga do navio O Bordo Livre está regulamentado pela Convenção Internacional das Linhas de Carga (Load Lines) O valor do bordo livre é indicado no costado, em ambos os bordos, por meio de marcas especiais chamadas marcas do bordo livre, na qual se tem em conta as estações do ano e zonas marítimas específicas

138 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 138 Estrutura do Navio Capacidade de carga do navio Designação das marcas de bordo livre

139 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 139 Estrutura do Navio Marcas de bordo livre (em português)

140 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 140 Estrutura do Navio Marcas de bordo livre (em inglês)

141 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 141 Estrutura do Navio Tonelagem de arqueação Tonelagem bruta - É o volume interior de todos os espaços fechados do navio, com algumas excepções (definidas nos processos de Arqueação) Exprime se em Toneladas de Arqueação ou Toneladas Moorson A tonelagem bruta obtém se depois de medidos todos os volumes dos espaços indicados, e somados, se dividir o valor obtido por 2,832 m3 (medições efectuadas no sistema métrico)

142 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 142 Estrutura do Navio Tonelagem de arqueação TONELAGEM LÍQUIDA ou ARQUEACÃO LÍQUIDA – É o valor que se obtém em toneladas de arqueação, deduzindo ao cálculo da arqueação bruta determinados espaços que não são destinados ao transporte de mercadorias e passageiros Exemplos: casa da máquina e caldeiras, alojamentos da tripulação, casas do leme, navegação, comunicações, paióis de serviço, sanitários, etc.

143 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 143 Estrutura do Navio Tonelagem de arqueação

144 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 144 Estrutura do Navio Tonelagem de deslocamento Quando um navio é lançado à água, sabemos que quando esse peso ficar equilibrado pela impulsão, irá corresponder ao peso da massa de água deslocada pela sua querena Devido a este facto, designa-se por DESLOCAMENTO LEVE ao PESO DO NAVIO

145 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 145 Estrutura do Navio Tonelagem de deslocamento O deslocamento de um navio (Δ) em toneladas métricas é igual ao produto da massa específica do fluido (ton/m3), onde o navio flutua pelo número que exprime o volume da carena (volume da parte imersa do casco) em m3

146 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 146 Estrutura do Navio Tonelagem de deslocamento Nota importante: me – massa específica da água do mar (me da água do mar 1,025 ton/m3) ou da água doce (me da água doce 1,000 ton/m3) Δ – Deslocamento (ton) - Volume de carena ou volume da parte imersa do casco (m3)

147 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 147 Estrutura do Navio Tonelagem de deslocamento O Deslocamento Leve representa, assim, o peso do navio equipado e pronto para as suas viagens, com tudo o que é necessário para a sua actividade náutica É expresso em toneladas métricas (1000 quilos) ou toneladas inglesas (1016 quilos)

148 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 148 Estrutura do Navio Fazem parte do deslocamento leve: Máquinas principais e auxiliares com respectivos encanamentos e líquidos na condição de trabalho Equipamento eléctrico e electrónico Mobiliário Lastro permanente (se houver) Ferramentas, sobressalentes Etc…

149 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 149 Estrutura do Navio Tonelagem de deslocamento À diferença entre o peso do navio carregado e o peso do navio leve chama se PORTE e exprime se em toneladas métricas Quando se emprega a expressão simples DESLOCAMENTO" subentende-se que se trata do DESLOCAMENTO TOTAL

150 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 150 Estrutura do Navio Porte do navio PORTE BRUTO - Corresponde aos pesos das mercadorias transportadas, dos passageiros, dos tripulantes, da água, dos mantimentos, dos apetrechos e dos combustíveis Representam pesos fixos no projecto de construção do navio, sendo porém variáveis de acordo com as condições da carga

151 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 151 Estrutura do Navio Porte do navio Estes pesos, no seu total, designam-se por Porte Bruto (Gross Deadweight) Pode dizer-se que o porte bruto é o peso de tudo quanto se pode carregar a bordo dum navio até que ele mergulhe e atinja o nível da linha de carga máxima

152 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 152 Estrutura do Navio Porte do navio Este peso é indicado em toneladas métricas, sendo vulgarmente designado simplesmente por PORTE ou PESO MORTO (Deadweight) Assim, ao aumentarmos o porte dum navio o seu deslocamento também aumenta PORTE LÍQUIDO OU PORTE ÚTIL (Net Deadweight) – Corresponde apenas ao peso máximo da carga e dos passageiros

153 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 153 Estrutura do Navio Porte do navio VARIAÇÃO DO DESLOCAMENTO PARA UM DETERMINADO PORTE É a variação do deslocamento que se processa quando fazemos variar os pesos a bordo (embarcando os ou desembarcando os) em determinado valor do porte

154 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 154 Estrutura do Navio Deslocamento carregado É o deslocamento do navio completamente carregado, isto é, com todos os seus pesos fixos e variáveis Deslocamento carregado = Deslocamento leve + Porte

155 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 155 Estrutura do Navio RELAÇÃO ENTRE PORTE E DESLOCAMENTO – Escala do Porte Todos os navios possuem um gráfico (ou escala) em que, para cada calado médio, obtém-se o deslocamento correspondente, o peso de todas as cargas embarcadas e o peso necessário para fazer variar um centímetro (ou uma polegada) o dito calado médio

156 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 156 Estrutura do Navio Capacidade de carga É o volume total dos espaços cobertos (porões, tanques, paióis) disponíveis para arrumar e estivar o máximo da carga possível na sua capacidade interna Este valor é expresso em m3 ou pés cúbicos e nos navios tanques em m3 ou barris Nota: 1 barril = 158,98396 litros

157 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 157 Estrutura do Navio Unidades de tonelagem dos navios De um modo geral, quando se diz que um navio tem toneladas e estas não vêm definidas, correspondem ao porte bruto do navio (Gross Deadweight) Do mesmo modo, quando se diz que uma doca se destina a navios dum milhão de toneladas ou que o maior navio do mundo tem toneladas, esse valor é o porte bruto

158 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 158 Estrutura do Navio Unidades de tonelagem dos navios No caso dos navios de guerra o valor de tonelagem corresponde ao seu deslocamento operacional Assim, quando dizemos que uma fragata tem 2000 toneladas, isto corresponde ao deslocamento do volume de água gerado pela sua carena, quando em actividade operacional

159 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 159 Estrutura do Navio Unidades de tonelagem dos navios Para o caso dos grandes navios de passageiros é uso frequente para compará los em tamanho, utilizar se a sua tonelagem de arqueação bruta Deste modo, um navio de cruzeiro de toneladas de arqueação bruta, corresponde a ter um volume de todos os seus espaços internos fechados de x 2,832 m3

160 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 160 Estrutura do Navio Exemplos de navios de grande dimensão

161 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 161 Estrutura do Navio Knock Nevis (maior navio do mundo)

162 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 162 Estrutura do Navio Dados técnicos do ULCC Knock Nevis, ex-Seawise Giant (1979 – 2009) Tonnage: GT ; NT Displacement: long tons light ship ; long tons full load Length: m Beam: 68.8 m ; Draught: 24.6 m ; Depth: 29.8 m Propulsion: Steam Turbine Speed: 16 knots (30 km/h) Capacity: DWT

163 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 163 Estrutura do Navio Marco Polo (maior navio do mundo actualmente em serviço – Nov. 2012)

164 © Luis Filipe Baptista – ENIDH/DEM 164 Estrutura do Navio Características do navio Marco Polo Comprimento: 396 m Boca: 53,6 m Capacidade: 16,020 TEU Ler mais: porta-contentores-monstros-em- movimento=f781840#ixzz2L177iOFV


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