2º EXAME DE HIDROSTÁTICA DE NAVIOS LICENCIATURA EM ENGENHARIA E ARQUITECTURA NAVAL. 24 DE JULHO DE 2009 (Duração 3 h)

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1 2º EXAME DE HIDROSTÁTICA DE NAVIOS LICENCIATURA EM ENGENHARIA E ARQUITECTURA NAVAL 24 DE JULHO DE 2009 (Duração 3 h) 1. (2.5v) O navio-tanque, com secção mestra na Figura 1, flutua em água salgada (peso específico da água salgada = [ton/m 3 ]) com calado 18 [m]. A altura do petróleo (peso específico do petróleo = [ton/m 3 ]) no tanque de carga é de 16 [m]. No tanque de carga existe uma atmosfera de gases com uma sobrepressão de 150 [g/cm 2 ]. a) Calcule o ponto de aplicação da impulsão provocada pelo petróleo na antepara longitudinal do tanque de lastro lateral (BB). b) Diga o que acontece à carga de petróleo se existir um rombo no fundo do navio, na zona do tanque de carga e justifique quantitativamente. 2. (3v) Uma determinada forma de casco é definida pela Minuta de Traçado (valores expressos em [m]) apresentada na Tabela A, onde as Balizas e as Linhas de Água têm ambas um espaçamento constante de 1 [m]. Baliza Linhas de Água Nr. Nr Para o casco definido abaixo da Linha de Água Nr.1, determine: a) Deslocamento? b) Posição longitudinal do centro de carena, LCB? c) Posição vertical do centro de carena, VCB? d) Considerando que o centro de gravidade, G, se localiza 12.5 [m] acima da quilha K (coincidente com a LA Nr. 5), qual a altura metacêntrica, GM? e) Se desembarcar um peso de 50 [Ton], localizado 2.0 [m] acima da quilha, qual será a nova posição vertical do centro de gravidade, KG? 3. (4v) Um ferry de passageiros, cujas Tabelas de Carenas Direitas sem caimento e com caimento de 1.0 [m] a ré se apresentam em anexo, flutua em água salgada com calados de 5.1 [m] nas marcas de ré e 4.4 [m] nas marcas de vante. As marcas de ré encontram-se 6.0 [m] a vante da perpendicular de ré e as marcas de vante a 4.0 [m] a ré da perpendicular de vante. O navio tem [m] de

2 comprimento entre perpendiculares. O centro de gravidade encontra-se 7.5 [m] acima da quilha. Calcule: a) O deslocamento correcto do navio. b) A posição longitudinal do centro de gravidade do navio. c) A altura metacêntrica transversal do navio sabendo que existe um tanque de combustível (densidade 0.85) com 8 [m] de comprimento e 6 [m] de largura que se encontra parcialmente cheio. d) O peso de água a embarcar no pique tanque de vante para anular o caimento do navio?. 4. (3v) Os braços de impulsão de um navio com 8200 [ton] são: θ [º] KN [m] Sabendo que o centro de gravidade está 10.0 [m] acima da linha base: f) Desenhe a curva dos braços de estabilidade e indique as suas características principais. g) Calcule a energia endireitante até aos 30º e a reserva de estabilidade. h) Quanto e em que sentido se tem de movimentar um peso de 500 [ton] para anular o adornamento? 5. (3.5v) A docagem dos navios é uma operação frequente quer para trabalhos de manutenção quer para trabalhos de reparação. Considere que o ferry de passageiros do problema 2 vai docar com as seguintes imersões: i PPAR = 4.0 [m] e i PPAV = 3.0 [m]. A sua altura metacêntrica na condição de docagem é de 1.0 [m] e o navio não possui qualquer caimento de traçado. Ao docar, o ponto da quilha que primeiro assenta nos picadeiros localiza-se 3.0 [m] a vante da PPAR. a) Calcule a magnitude da força de encalhe no ponto referido no momento crítico da docagem. b) Calcule a altura metacêntrica do navio no momento crítico da docagem. c) Quais os cuidados a ter em conta durante a operação de docagem de um navio com quilha saliente e de que forma se podem minimizar estes riscos? Justifique a resposta. 6. (4v) Um pontão paralelepipédico com comprimento de 40 [m], 12 [m] de boca e 6 [m] de pontal, está subdividido internamente em 8 espaços iguais, como mostra na Figura 2. O pontão tem um peso de 19 [ton], posicionado 1 [m] acima do convés, 2 [m] a BB do plano de mediania e a meio navio. Nesta condição de carga, o pontão flutua a uma imersão uniforme de 3.25 [m], em água salgada, com a coordenada vertical do centro de gravidade 3.5 [m] acima do plano base. Se o tanque 1 de EB sofrer um rombo alagando o espaço (permeabilidade de 0.6) e o peso do convés cair ao mar, quais serão as imersões nos quatro cantos do pontão?

3 Figura 1 Secção do Navio Tanque. Figura 2 Planta do Pontão.

4 Anexo Tabelas de Carenas Direitas Distances in METERS.-----Specific Gravity = Moment in M.-MT. Draft is from Baseline. HYDROSTATIC PROPERTIES No Trim, No Heel, VCG = Draft@ Displacement Buoyancy-Ctr. Weight/ Moment/ Origin----Weight(MT)-LCB----VCB-----CM-----LCF----Deg trim--kml---kmt , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a HYDROSTATIC PROPERTIES Trim: Aft 0.47 deg., No Heel, VCG = Draft@ Displacement Buoyancy-Ctr. Weight/ Moment/ Origin----Weight(MT)-LCB----VCB-----CM-----LCF----Deg trim--kml---kmt , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a , a a

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