OPERAÇÕES NO APOIO PORTUÁRIO

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1 OPERAÇÕES NO APOIO PORTUÁRIO MARCOS MACHADO DA SILVEIRA

2 MARCOS MACHADO DA SILVEIRA OPERAÇÕES NO APOIO PORTUÁRIO 1ª edição Niterói/RJ Edição do Autor

3 2017 Marcos Machado da Silveira Direitos reservados ao Autor. Nenhuma parte deste livro pode ser reproduzida ou usada de qualquer forma ou qualquer meio, eletrônico ou mecânico, sem a permissão por escrito do Autor. Texto: Marcos Machado da Silveira Projeto Gráfico e Capa: Marcos Machado da Silveira Formatação e Diagramação: Marcos Machado da Silveira Revisão: Cláudia Regina M. Baptista Dados internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP) Silveira, Marcos Machado da: Operações no Apoio Portuário. 1ª ed. Niterói/RJ: Edição do Autor, p.; A4 ISBN: (PDF) 1. Operações no Apoio Portuário. I. Silveira, Marcos Machado da (Brasil). CDD 600 Marcos Machado da Silveira Niterói/RJ [email protected] 3

4 ÍNDICE PREFÁCIO... 5 CAPÍTULO 1 - GLOSSÁRIO... 6 CAPÍTULO 2 - INTRODUÇÃO REBOCADOR CONVENCIONAL REBOCADOR TRATOR REBOCADOR AZIMUTAL PELA POPA (ASD) REBOCADOR COMBINADO FROTAS COMBINADAS TRABALHANDO COM O REBOCADOR TRATOR NA PROA TRABALHANDO COM O REBOCADOR TRATOR NA POPA TRABALHANDO COM O REBOCADOR ASD NA PROA TRABALHANDO COM O REBOCADOR ASD NA POPA REBOCADOR ESCOTEIRO EM CANAL REBOCADORES A CONTRABORDO BOLLARD PULL x FORÇA DO VENTO CAPÍTULO 3 - MANOBRAS COM REBOCADORES ASD DESLOCAMENTO LATERAL DE UM REBOCADOR CONVENCIONAL DESLOCAMENTO LATERAL DE UM REBOCADOR ASD EVOLUÇÃO DA PRÁTICA (A BORDO OU EM SIMULADOR) APLICAÇÃO NO MUNDO REAL CAPÍTULO 4 - DO CONVENCIONAL AO TRATOR EFICÁCIA DA POSIÇÃO DOS REBOCADORES COMPARAÇÃO ENTRE TRAÇÕES ATRACAÇÃO / DESATRACAÇÃO ÂNGULOS NA LINHA DE REBOQUE MUDANDO POSIÇÕES REBOCADORES TRATOR EM CANAIS ESTREITOS BERÇOS ESTREITOS REDUZINDO A VELOCIDADE DO NAVIO CAPÍTULO 5 - TRATORES E ASD VOITH SCHNEIDER Z-DRIVE Z-TECH CAPÍTULO 6 - TESTE, INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE REBOQUE ITENS A SEREM VERIFICADOS ANTES E APÓS O REBOQUE PREPAROS ANTES DO INÍCIO DAS OPERAÇÕES DE REBOQUE SEGURANÇA DA TRIPULAÇÃO DURANTE AS OPERAÇÕES DE REBOQUE REBOQUE DE BALSAS NAVEGAÇÃO E MANOBRA DO REBOQUE BIBLIOGRAFIA ANEXO A - ORDENS PADRONIZADAS PARA REBOCADORES (EUA) ANEXO B - GOVERNANDO COM O SISTEMA AQUAMASTER (AQUAPILOT) ANEXO C - ENGRENAGEM DE REBOQUE PARA APOIO PORTUÁRIO (EXEMPLO) ANEXO D - EXTRATO DA CONVENÇÃO DO TRABALHO MARÍTIMO DA OIT (2006) ANEXO E - FORÇA DE TRAÇÃO ESTÁTICA (BOLLARD PULL) E SWL ANEXO F - A HISTÓRIA DA FIBRA DE ALTA PERFORMANCE DA DSM, A DYNEEMA ANEXO G - COMPARAÇÃO ENTRE A DYNEEMA E OUTRAS FIBRAS

5 PREFÁCIO Quando os navios são assistidos por rebocadores, a experiência, o trabalho em equipe, a comunicação e as considerações sobre as capacidades e os limites dos navios e dos rebocadores que os atendem são essenciais para uma manobra segura e eficiente. Isto se aplica ao comandante e tripulação do rebocador bem como ao comandante do navio e ao prático, principalmente nos dias de hoje, em que os rebocadores convencionais estão sendo substituídos por tipos mais modernos, com máquinas mais potentes e maior capacidade de manobra. Estaleiros de renome constroem bons rebocadores e os projetistas podem prever quão bom será o desempenho. Entretanto, eles não os manobram e não possuem experiência na assistência exigida: em um rio, canal ou proximidades do porto ou em águas abrigadas, nas tempestades ou com fortes correntes ou no meio de uma noite com nevoeiro. Nem mesmo durante uma calmaria. Estas são situações e condições nas quais os Práticos e os Mestres dos rebocadores devem manobrar os navios. Por isso é essencial que eles conheçam o que pode ser exigido de um rebocador em qualquer circunstância. Somente quando esses profissionais estiverem plenamente cientes das capacidades e limitações dos diversos tipos de rebocadores, incluindo os efeitos no navio assistido, eles serão capazes de utilizar os rebocadores da maneira mais segura e eficiente e em harmonia com os dispositivos de manobra do navio. Uma boa visão do desempenho operacional dos diferentes tipos de rebocadores durante as manobras de assistência aos navios é também de suma importância para as empresas de rebocadores. Isto permite que eles determinem qual tipo de rebocador proverá o melhor serviço para o porto, em relação à situação local, condições ambientais e aos navios que visitam o porto. O aumento do uso da simulação para a pesquisa e o treinamento requer um profundo conhecimento das capacidades e limitações do rebocador, além das informações necessárias para a geração do seu modelo matemático. Só assim poderão ser alcançados resultados que se apliquem com segurança à prática diária e que constituam uma contribuição para a segurança da navegação. Há uma tendência para a construção e emprego de rebocadores mais potentes e de navios maiores e com maior capacidade de manobra. Isto leva à redução do número de rebocadores usados para auxiliar estes navios, fazendo com que a função do rebocador portuário seja cada vez mais crucial para a segurança da manobra. Existem muitas razões, entretanto, sobre a utilidade de um manual a respeito da assistência de rebocadores. O objetivo deste livro é melhorar o conhecimento prático sobre os rebocadores portuários e seus diferentes tipos, e proporcionar uma melhor visão sobre suas capacidades e limitações. Nem todos os aspectos da manobra de navios com rebocadores são apresentados em detalhes neste livro. Este trabalho deverá ser visto como um guia básico para o leitor, enquanto encoraja um maior conhecimento ao mesmo tempo. As referências apresentadas no final do livro podem ser úteis. O mundo da rebocagem muda rapidamente, apesar dos princípios básicos para os rebocadores e suas operações não mudarem muito. O Autor Rio de Janeiro, abril de

6 CAPÍTULO 1 - GLOSSÁRIO Fig. 1: Rebocador ASD (82,5 tte/76,1 tte) apoiando atracação Altura Significativa da Onda: BHP: BP: Cabo Amortecedor: Cabo de Reboque: Cabo Guia, Linha Guia: Coca: Costado Projetado: Densidade da Água: Densidade do Ar: A altura aproximada da onda como vista por um observador experiente quando estimando visualmente a altura da onda. "Brake Horse Power": potência fornecida pelo motor. "Bollard Pull". Força de Tração Estática, que neste manual é expressa em toneladas, igual a kgf (9,80665 kn). A parte da linha de reboque compreendida entre o cabo de reboque e o pendente, a qual absorve as forças dinâmicas na linha de reboque. Normalmente confeccionado de nylon, poliéster ou a combinação de poliéster e polipropileno. Um cabo flexível usado para rebocar. Um cabo de fibra ou aço usado em rebocadores convencionais para mudar o ponto de aplicação do esforço do reboque. Seio ou torcida de um fio (arame) no cabo que o torna impróprio para uso. Uma seção fortemente reforçada no costado de um rebocador, começando, ou imediatamente abaixo da linha d'água, que resulta em um aumento substancial da área do convés e da reserva de flutuabilidade sem aumento da boca na linha d'água kg/m 3 ou 1,025 g/cm 3 (quando usada). 1,28 kg/m 3 (quando usada). 6

7 Emborcamento: Risco de emborcar, especialmente por rebocadores convencionais, devido a altas forças na linha de reboque em ambos os bordos. Também conhecido como capotagem, rolagem e virada. Estabilidade de Rumo e Estabilidade Direcional: F(P)SO: HMPE: IMO: A estabilidade de rumo é também chamada de estabilidade dinâmica, estabilidade em rota ou estabilidade em rota dinâmica. Isto é a propriedade de um navio (incluindo o rebocador) que, quando perturbado, amortece os movimentos estranhos criados pela perturbação, reduzindo-os progressivamente até zero. A estabilidade de rumo não pode ser confundida com a estabilidade direcional, que é a habilidade do navio de seguir em determinada direção, por exemplo, por meio de um sistema de governo automático. Um navio que navega sobre um rumo selecionado possui estabilidade direcional, mas pode ter rumo instável, o que resulta em frequentes ações do leme para manter o navio no seu rumo. Floating (Production) Storage and Offloading Unit. Unidade Flutuante de (Produção) Armazenagem e Descarga. Fibra de "High-Modulus PolyEthylene" ou Polietileno de Alto Peso Molecular, fabricada sob as marcas Spectra ou Dyneema, usada para cabos de alto desempenho. "International Maritime Organization". Organização Marítima Internacional. Lbp: "Length between perpendiculars". Comprimento entre perpendiculares. Loa: LWL: MBL: MCR: Mensageiro: Métodos de Assistência: A Contrabordo: Puxa-Empurra: "Length overall". Comprimento total. "Length at Waterline". Comprimento na linha d'água. "Minimum Breaking Load". Carga de Ruptura Mínima (de um cabo). "Maximum Continuous Rating". Potência Máxima Contínua (do motor do rebocador). Um cabo leve amarrado ao cabo de reboque a fim de facilitar seu envio para o navio. Termo usado para descrever a forma como o rebocador portuário assiste os navios. Um rebocador amarrado a contrabordo de um navio com pelo menos três cabos de amarração: o lançante, o espringue e o través pela popa. Um rebocador com cabo passado de modo que ele possa puxar e empurrar no costado do navio assistido. Dependendo do tipo de rebocador, sua localização e da assistência necessária, ele pode estar amarrado com um, dois ou três cabos. 7

8 Com Cabo Passado: MG: Navegação Livre: Navio de Rumo Estável: Navio de Rumo Instável: Navio Morto: OCIMF: Pendente: Um rebocador assistindo um navio com o cabo de reboque passado para o navio, estando este teso ou solecado. Altura metacêntrica inicial. Um rebocador navegando com independência. Com uma posição constante dos sistemas de governo (lemes, propulsores, etc.), um navio é definido como sendo de rumo estável se, após experimentar uma leve perturbação, ele reiniciará a manobra original sem o uso de qualquer meio de governo. A estabilidade de rumo em uma derrota reto, sem variações, com o leme em uma posição de equilíbrio, é apenas considerada na maioria das vezes. Uma guinada iniciada por uma rápida perturbação de um navio de rumo estável, então não prosseguirá. No entanto, após a perturbação desaparecer, o rumo atual do navio será geralmente alterado. Um navio de rumo estável necessita de ângulos de leme relativamente maiores para a alteração de rumo. Esse tipo de navio possui uma boa habilidade para controle da guinada. Um navio é definido como sendo de rumo instável se, após ele ser perturbado, ele inicia imediatamente uma guinada. A mudança de rumo, com relativas altas taxas de guinada, pode ser obtida com ângulos de leme relativamente pequenos. Esse tipo de navio possui uma habilidade para controle da guinada muito ruim. Um navio que não pode usar a sua própria propulsão. "Oil Companies International Marine Forum". Fórum Marítimo Internacional das Companhias Petrolíferas. Um pedaço da extremidade de um cabo de reboque normalmente utilizado a bordo de um navio assistido, em seus cabeços. O pendente também pode ter construção diferente da do cabo de reboque. PIANC: "Permanent International Association of Navigation Congresses". Associação Internacional Permanente dos Congressos de Navegação. Polietileno UHMW: UHMW PE Ponto de Reboque: Proa-a-Proa: Propulsão: "Ultra High Molecular Weight". Cabo de polietileno de Peso Molecular Ultra Alto. Material usado para defensas de atracação de rebocadores em locais onde é exigido um baixo coeficiente de fricção. Ponto de aplicação da força da linha de reboque. É o ponto de onde parte a linha de reboque direta até o navio assistido. A manobra de posicionamento do rebocador sob a proa do navio com deslocamento. Normalmente não é realizada por rebocadores com propulsão convencional. Meio para provocar o deslocamento do casco da embarcação na água. 8

9 Propulsores Azimutais: Propulsores governáveis em 360º, que podem desenvolver a propulsão em qualquer direção. Também denominados "Z pellers", "Rexpellers", Duckpellers" (propulsores azimutais em tubulão). CPP: "Controllable Pitch Propeller(s)". Hélice(s) de Passo Controlável. FPP: VS: PRT: Quilha Caixa: Rebocador ASD Rebocador Escoteiro: Rebocador Escoltando: Rebocador-VS: Resistência de Gancho: SHP: SPM: tte: Tubo-Kort: "Fixed Pitch Propeller(s)". Hélice(s) de Passo Fixo. Propulsão Voith Schneider: sistema de propulsão com pás de propulsão verticais, também chamado de sistema de propulsão cicloidal. "Prevention and Response Tug". Rebocador de Resposta e Prevenção. Uma estrutura de quilha fechada que corre do skeg de ré (se instalado) até um ponto próximo da roda de proa de um rebocador. Uma quilha caixa é algumas vezes instalada em rebocadores ASD escoteiros para proporcionar uma maior estabilidade de rumo a ré e forças de içamento adicionais, resultando em maiores forças de reboque, quando operando como rebocador de popa no modo de reboque indireto. Além disso, uma quilha caixa proporciona um reforço adicional para o casco e melhora a distribuição dos esforços quando o rebocador está em um dique seco. Rebocador com propulsão azimutal na popa. Rebocador construído especificamente para a escolta em altas velocidades. Qualquer tipo de rebocador escoltando um navio com seguimento. Rebocador com propulsão Voith Schneider. Resistência provocada pela retenção de fios/arames de um cabo quando ele desliza sobre uma superfície, tal como um convés ou através de uma guia/buzina (fairlead). Um gancho é uma coca no fio/arame. "Shaft Horse Power": potência entregue no eixo propulsor (aproximadamente 97% do BHP). "Single Point Mooring". Amarração em Ponto Único. A unidade utilizada neste manual para a força, por exemplo a força de tração estática (bollard pull), igual a kgf. Tubulão ao redor do propulsor para melhorar o desempenho do hélice. O tubulão pode ser fixo ou governável. 9

10 CAPÍTULO 2 - INTRODUÇÃO Em todos os portos, terminais, instalações em alto-mar e vias navegáveis ao redor do mundo, são realizadas uma grande variedade de operações marítimas, cada uma com suas próprias práticas relativas ao emprego de rebocadores. Elas serão desenvolvidas como resultado de uma demanda operacional específica que poderá ter sido influenciada por algum ou todos os fatores a seguir: Tipo do navio assistido; Quantidade de navios a serem assistidos; Condições ambientais; Limitações à navegação; Potência e tipo de rebocadores disponíveis; Considerações comerciais; Histórico inerente ou práticas tradicionais; Níveis de experiência do pessoal envolvido. Fig. 2: Rebocador ASD no modo Puxa-Empurra Levando-se em conta a variedade de operações, torna-se extremamente difícil o desenvolvimento de material didático detalhado para as operações com rebocadores. Em alguns casos, esse material pode entrar em conflito com os métodos de trabalho específicos, os quais são prioritários. Com esses pontos de vista em mente, este manual tem o objetivo de apenas servir como base para ajudar tanto o pessoal do navio, incluindo o prático, como o pessoal do rebocador no desenvolvimento ou no reforço de suas próprias ideias e experiências utilizando rebocadores. Para obter uma visão ampla sobre o uso de rebocadores, é importante estar primeiramente 10

11 ciente dos tipos de rebocadores normalmente disponíveis e, em particular, seus pontos fortes ou fracos. Para isso, é melhor agrupar os muitos tipos diferentes de rebocadores de acordo com seus métodos de trabalho, gerando então as seguintes categorias gerais: Rebocadores convencionais; Tratores marítimos; Rebocadores ASD (Azimuth Stern Drive) REBOCADOR CONVENCIONAL O rebocador convencional, ou tradicional, foi muitas décadas o cavalo de trabalho da indústria marítima, sendo ainda muito empregado, possui duas características de projeto que, devido aos padrões modernos, podem limitar sua eficiência. São elas: A unidade de propulsão tradicional; e A posição do gato de reboque. A unidade de propulsão é normalmente um único hélice de passo direito ou esquerdo, com uma configuração de leme padrão, tal como diversos navios ao redor do mundo. Para aumentar a força de tração estática (Bollard Pull), mantendo a unidade de potência instalada, o propulsor pode ser posicionado em um tubulão fixo ou giratório, alguns com hélice de passo controlável e alguns com hélices gêmeos. Embora possam ser econômicos, potentes, ter uma boa navegabilidade e terem sido testados durante muitos anos, eles podem, contudo, de acordo com os padrões modernos, estarem restringidos por sua manobrabilidade muito básica. Fig. 3: Rebocador convencional de hélice aberto simples Isto significa que o rebocador convencional, se solicitado a manobrar pelo prático, deve ser lento e algumas vezes limitado na sua capacidade de reposicionamento rápido. O mestre do rebocador deve ser também muito cuidadoso para evitar situações difíceis em que o rebocador pode ficar preso e incapacitado de manobrar livremente para uma posição mais segura, se isto estiver além das suas capacidades de manobra. 11

12 Como a maioria das embarcações tradicionais, a propulsão está localizada na popa, e isto dita a posição de projeto do gato de reboque. Quando um rebocador está com seguimento, como uma embarcação normal, sem nenhum cabo conectado, ou quando está com seguimento e rebocando, mas o cabo está brando, o ponto pivô estará aproximadamente a 1/3 do comprimento do rebocador a partir da proa e o rebocador deverá manobrar como qualquer outra embarcação convencional. T P Fig. 4a: Sem cabo guia T P Fig. 4b: Com cabo-guia Quando um rebocador está conectado (ver Figura 4a) e o cabo fica teso, é provável que o ponto pivô (P) se desloque para cima da posição do gato de reboque, que normalmente estará o mais a vante quanto o projeto permitir e o mais próximo do meio-navio (linha de centro) quanto possível. Embora a distância entre o ponto pivô (P) e a tração (T) seja então reduzida, ela ainda é substancial e o rebocador mantém um bom momento de guinada (PT) e um bom grau de manobrabilidade na condição de reboque. Se houver alguma tentativa de prender o reboque com um cabo guia, na popa ou em uma região próxima dela (ver Figura 4b), isso resultará na perda ou em uma grande redução do momento de guinada (PT), o que provocará em uma grande perda de manobrabilidade. O gato de reboque tem que ser então posicionado o mais a vante possível da unidade de propulsão, permitindo assim a liberdade de movimento do rebocador com a linha de reboque. Esta combinação de gato de reboque a meio-navio e manobrabilidade limitada, possui a tendência de colocar um rebocador convencional em risco quando da interação ou emborcamento. Já em 1950, um fabricante de rebocador, líder em sua época, realizou uma pesquisa sobre um grande número de acidentes com rebocadores, todos envolvendo a perda de vida humana. A causa mais comum dos acidentes era a "interação hidrodinâmica". Como o tamanho dos navios cresceu muito mais do que o tamanho dos rebocadores, o risco deste fenômeno invisível ficou muito maior. Em termos simples, um navio com seguimento através da massa de água gera zonas de diferentes pressões ao seu redor. Isto resulta em pressão positiva a vante do seu ponto pivô, estendendo para fora do navio, enquanto uma zona de baixa pressão, ou área de sucção, existe envolvendo todo o casco submerso do ponto pivô até o hélice. Próximo ao hélice, a área de sucção é ampliada pelo fluxo de água na direção da abertura do hélice quando a máquina está no sentido adiante e, pode ser também percebido a qualquer momento quando os hélices de passo controlável estão acoplados. Deve-se lembrar que os esforços destas zonas de interação e a distância para a qual elas se expandem para fora do navio podem aumentar consideravelmente, não apenas com um pequeno aumento da velocidade do navio, mas também se o navio passa por águas rasas e as zonas de pressão são restringidas. Quando um rebocador está trabalhando sua movimentação 12

13 na direção da proa do navio, ele pode passar através de uma ou mais dessas importantes áreas (ver Figura 5a) e experimentar características adversas de manobra P Fig. 5a: Na proa Em relação à Figura 5a (acima), na posição 1, por exemplo, e em todo o costado do navio, se o rebocador tiver permissão de chegar muito próximo, ele deverá, independentemente dos esforços para prevenir, ser sugado para cima do navio. Isto deve ocorrer mais facilmente com ventos fortes, quando um rebocador estiver a sotavento de um grande navio derivando para cima dele. Uma vez a contrabordo, pode ser extremamente difícil se afastar novamente, a menos que a velocidade do navio seja substancialmente reduzida e consequentemente minimizando a força da área de sucção. Para um mestre de rebocador menos atencioso, isto pode ser o início de uma cadeia de dificuldades para manobrar, as quais podem se acumular e culminar em um desastre. Na posição 2, o rebocador está novamente trabalhando próximo do costado do navio e passando através de uma área com pressões e zonas de sucção diferentes. A força positiva empurra a proa do rebocador para fora do navio, enquanto a outra força está puxando a popa para cima do navio. Este binário de forças provocará uma guinada acentuada para longe do navio, o que exigirá um uso rápido do leme e da potência para corrigi-la. Quando se trabalha sob a proa, na posição 3, o rebocador pode ter que correr ligeiramente à frente da zona de pressão da proa do navio e, consequentemente, encontrar uma força positiva muito forte sendo exercida na popa e no leme. Isso criará um efeito semelhante ao de se colocar todo o leme para a proa do navio e o rebocador poderá rapidamente cruzar seu próprio caminho. Uma rápida ordem do leme para o bordo oposto e da potência serão imediatamente necessários, mas mesmo assim pode ser ineficaz contra uma força que pode ser muito forte. Se a velocidade do navio é muito alta e as forças de interação são consequentemente severas, ou se o mestre do rebocador falha em manter o controle, o rebocador pode se encontrar na posição 4 com uma velocidade alarmante e fatal. As consequências podem ser conveses alagados e avarias sérias por causa do abalroamento, particularmente por causa do contato da área submersa com a proa bulbosa do navio, com a possibilidade de emborcamento e perda de vidas humanas. Uma perda súbita e catastrófica de estabilidade é a causa mais provável de emborcamento e isso pode ocorrer mesmo com um abalroamento muito leve. Os rebocadores, deve-se notar, emborcam e alagam extremamente rápido, proporcionando então muito pouco tempo para a tripulação escapar! 13

14 Fig. 5b: Na popa Quando um rebocador se aproxima do navio a ser assistido para passar o cabo de reboque ele também deve sentir os efeitos da interação hidrodinâmica e também pode, tal como o rebocador a vante, experimentar algumas dificuldades para manobrar. Isto será particularmente evidente se a velocidade do navio não tiver sido adequadamente reduzida. As forças de interação resultantes podem ser muito fortes, causando uma sucção vigorosa, ou uma área de baixa pressão, ao redor do casco do navio (ver Figura 5b). Isto é agravado pelo mais óbvio e amplamente reconhecido risco que está associado ao trabalho sob a popa, nas proximidades do hélice do navio. Quando um rebocador realiza sua aproximação e está, por exemplo, na posição 1, ele será influenciado por esta sucção e poderá começar a se mover para cima da popa do navio. Como esta pode ser uma área de baixa pressão, o rebocador terá menor resistência da água ao deslocamento adiante, podendo experimentar um leve aumento da velocidade. A menos que uma rápida resposta seja adotada, com o leme para o bordo oposto e a potência apropriada, o rebocador será arrastado para cima da popa do navio e ficará preso em algum lugar a contrabordo na região da posição 2. Casos extremos são possíveis, quando as forças são tão fortes que o rebocador não responde a todo o leme para o bordo oposto ou potência das máquinas e pode inadvertidamente abalroar com força o costado do navio. Se o navio estiver em lastro, parcialmente carregado ou tiver uma popa muito projetada, o rebocador poderá ser puxado para a posição 3, com a possibilidade de danos estruturais grandes à superestrutura do rebocador. O perigo do propulsor é uma ameaça mais óbvia que, naturalmente, exigirá mais cuidado do mestre do rebocador sempre que este trabalhar próximo da popa. Embora seja "desejável" que um hélice convencional seja parado, isto nem sempre é praticável, particularmente com hélices de passo controlável, e o mestre do rebocador deve ser sempre mantido informado sobre a condição da unidade de propulsão (máquinas) quando da aproximação. Esta é, em todas as situações, uma boa política a ser adotada durante todas as operações com rebocadores. Enquanto os procedimentos variam de porto a porto, alguns mestres de rebocador podem optar por realizar sua aproximação em relativa segurança com máquina "devagar atrás", pela linha de centro do navio. Quando já estiver próximo, muda a proa para a direção da popa do navio, o primeiro cabo é passado então para o rebocador, com este manobrando para uma posição segura de forma a concluir a volta no cabo (encapelar no gato de reboque) e assumir a posição solicitada pelo prático. Houve, no passado, graves acidentes envolvendo rebocadores que resultaram em perdas de vida humana, e que foram causados por um fenômeno conhecido como emborcamento, capotamento, virada, em diferentes partes do mundo. Com seu gato de reboque a meio-navio, os rebocadores convencionais estão sempre suscetíveis a emborcar. A manobrabilidade básica 14

15 deste tipo de rebocador torna difícil sua saída se ele for capturado pela zona de sucção. Isto pode ser causado por uma ou ambas das seguintes razões: A guinada do navio independente e muito rápida, afastando-se do rebocador; Velocidade excessiva do navio com o rebocador com o cabo passado. Fig. 6: Rebocador capturado por uma zona de sucção Fig. 7a: Emborcamento na proa 15

16 Posição 1: Vamos dar uma olhada em um exemplo de situação muito comum (ver Figura 7a), com um rebocador convencional na proa com um cabo longo. Posição 2: Nesta área o rebocador está relativamente seguro e, independentemente da velocidade do navio ser muito alta, isto não resulta em qualquer problema imediato, permanecendo ele com um pequeno ângulo na proa. Enquanto ele puder permanecer no atendimento, este arco pequeno de uma relativa segurança irá naturalmente limitar suas capacidades operacionais. Posição 3: Se o rebocador estiver afastado da proa do navio, este poderá, como resultado de um grande ângulo do leme para boreste ou da velocidade excessiva, ou de ambos, ultrapassar o rebocador que pode não ter nem o tempo e nem a manobrabilidade de girar e acompanhar a rápida guinada ou aceleração do navio. Esta é a pior situação possível onde o rebocador está sendo puxado ao redor da linha de reboque e por causa da posição do seu gato de reboque. Ele é então arrastado com a linha de reboque saindo pelo seu través. Devido à natureza das forças envolvidas, ele é também puxado para um ângulo de banda perigoso e, a menos que a linha de reboque se rompa, ou que possa ser imediatamente liberada, o rebocador que não tem potência para responder e já com banda acentuada, pode emborcar! Fig. 7b: Emborcamento na popa Posição 1: Um rebocador convencional trabalhando na popa, talvez esteja em maior risco do que um rebocador trabalhando na proa, pois suas características de projeto frequentemente o obrigam a ter a linha de reboque muito mais inclinada na direção do seu través. Posição 2: Desde que o navio esteja parado ou com seguimento em velocidades extremamente baixas, um rebocador convencional pode trabalhar com total eficiência com sua força de tração estática (bollard pull) em todas as direções nesta e em todas as outras posições na região da popa. Posição 3: Se a velocidade do navio aumentar, o rebocador terá que trabalhar em um rumo que esteja em consonância com o rumo do navio, não só para acompanhar o navio que acelera, mas também para manter um posicionamento seguro com a linha de reboque. Contudo, isto tem a tendência de encorajar o mestre do rebocador a trabalhar com a linha de reboque perigosamente próxima do seu través e, infelizmente, também resulta numa perda substancial da força de tração estática (bollard pull) sobre o que anteriormente era um grande arco útil de operação. Se a velocidade do navio se tornar excessiva, ou se a popa do navio guinar afastando-se rapidamente do rebocador, este pode ser incapaz de responder com rapidez suficiente e pode deixar de manter a posição segura ilustrada anteriormente. Consequentemente, o rebocador 16

17 pode ser arrastado dentro do raio da linha de reboque para esta posição perigosa e emborcar rapidamente. É também importante notar que um rebocador trabalhando na popa, mas no confinamento de uma comporta, pode encontrar-se em uma situação similar, mas com ainda menos capacidade de manobra. Se o rebocador for arrastado através da comporta com um navio que se desloca a uma velocidade muito alta, ele estará exposto a um risco muito alto de emborcamento. Para aquelas pessoas que tenham infelizmente testemunhado um rebocador sendo arrastado e depois emborcado, é uma visão incrível e assustadora. Isto frequentemente acontece com muita rapidez, sem tempo para ativar a liberação rápida do gato de reboque e sem dar tempo para a evacuação da tripulação, a qual normalmente vai para o fundo junto com o rebocador. O rebocador convencional, em comparação com outros tipos mais manobráveis, tais como o trator marítimo e o ASD, pode estar em desvantagem como resultado de: Interação; Arrasto; Velocidade excessiva do navio; Comportas confinadas e áreas próximas de diques; e Sua manobrabilidade tradicional. Cabo-Guia (comprimento ajustável) Fig. 8a: Cabo-guia, retendo Em determinados casos, alguns mestres de rebocador convencional podem ser vistos trabalhando com um cabo-guia a fim de melhorar a segurança e o desempenho (ver Figura 8a). Trata-se de um cabo com comprimento e resistência adequados que um tripulante utilizará no convés para rebaixar ou limitar o passeio do cabo de reboque principal. Ele pode ter seu comprimento ajustado quando exigido pelo mestre. A sua utilização altera o ponto pivô para a região onde o cabo-guia prende o cabo de reboque principal Fig. 8b: Cabo-guia, limitações e segurança 17

18 Posição 1: Uma vez preso, o cabo-guia claramente limita a manobrabilidade da popa do rebocador sob a linha de reboque para um arco relativamente pequeno. Por outro lado, ele é de grande ajuda, pois auxilia a manter a popa voltada para o navio. A adequadas baixas velocidades, o rebocador pode ser útil para reduzir o seguimento do navio e assistir quando necessário. O mestre do rebocador pode ocasionalmente solecar o cabo-guia para recuperar toda a manobrabilidade e reposicionar o rebocador antes de começar a fazer força novamente. Posições 2 e 3: Estas duas posições mostram o rebocador com o seu cabo-guia prendendo o cabo de reboque principal, exposto ao risco de ser arrastado devido à velocidade excessiva do navio e passeando ao redor do raio da linha de reboque. Neste caso, entretanto, como o caboguia manteve o ponto pivô a ré, o rebocador está passeando pela popa, dando ao mestre valioso tempo durante o qual o rebocador pode ser arrastado com segurança. Usando o Peso do Rebocador O rebocador convencional está claramente na sua melhor condição quando pode utilizar sua potência máxima e pode aplicar toda a sua força de tração estática na linha de reboque ou no navio, quando necessário. Naturalmente, há uma tendência para que isto ocorra quando o navio está o mais estático possível Fig. 9a: Usando o peso do rebocador, na proa 2 1 Fig. 9b: Usando o peso do rebocador, na popa Uma alternativa, se a força de tração estática não puder ser aplicada diretamente, geralmente porque o navio está com seguimento, é "se colocar" na linha de reboque e usar o peso do rebocador para realizar o serviço, enquanto a potência é utilizada principalmente para manter a posição e o seguimento. O rebocador de proa é mostrado fazendo isso na Figura 9a. Ele se afasta para um bordo mantendo-se na proa, continuando com o seguimento comparável ao do navio e permanecendo na linha de reboque usando seu próprio peso, em vez de aplicar 18

19 sozinho sua força de tração estática, para guinar a proa do navio para boreste. Isto, infelizmente, torna-se cada vez menos efetivo se for permitido que a velocidade do navio aumente, pois o esforço do rebocador é então gasto no acompanhamento do navio e na manutenção de uma posição segura. Na comparação com o rebocador na proa, o rebocador na popa, se ele estiver usando o gato de reboque principal, tem um arco de operação muito mais restrito. Se a velocidade do navio estiver muito alta, geralmente ela é reduzida a fim de permitir o acompanhamento do rebocador com o cabo de reboque brando, como mostrado na posição 1 da Figura 9b. Contudo, pode, se for seguro, deslocar-se para a posição 2 e "se colocar" na linha de reboque com seu próprio peso, mas, infelizmente, o rebocador deve manter a linha de reboque a ré da posição do gato de reboque. Sob estas circunstâncias, esta configuração limita consideravelmente o arco de operação do rebocador. Para superar esta limitação, ocasionalmente pode-se ver um rebocador convencional empregado na popa tendo o cabo de reboque com volta na proa, mas (tendo em mente que ele deverá ser solto e reposicionado para o gato de reboque principal de forma a trabalhar no modo convencional) isto é geralmente considerado inconveniente e não é comum. Duas coisas importantes devem ser lembradas se os rebocadores estiverem sendo empregados desta maneira: O risco de emborcamento é aumentado e o mestre do rebocador deve prestar muita atenção na velocidade do navio; Os rebocadores podem conferir um falso aumento da velocidade do navio, que precisa ser monitorada. Embora existam claramente limitações associadas ao projeto dos rebocadores convencionais, nunca deveremos esquecer que estes rebocadores foram amplamente empregados pela indústria do apoio portuário e que são ainda econômicos, comprovadamente eficazes e inestimáveis nas mãos de um bom mestre de rebocador. Eles podem ainda ser muito fortes, com uma modesta potência nos motores principais, muitas vezes oferecendo uma excelente força de tração estática, especialmente quando os hélices são instalados em tubulões ou túneis e o mestre pode colocar o rebocador na linha de reboque e aplicar toda a força, produzindo grandes efeitos. A manobrabilidade pode também ser melhorada pelo uso de hélices gêmeos e impelidores laterais de proa (bow thrusters). Não obstante, no entanto, os construtores desenvolveram conceitos totalmente diferentes nos projetos de rebocadores no esforço de se alcançar um excelente desempenho e capacidade de manobra REBOCADOR TRATOR O rebocador trator representa uma mudança completa em relação ao projeto tradicional do rebocador convencional, mas isso não é surpreendente, pois empresas como a Voith Schneider e a Schottel desenvolveram rebocadores trator entre 1950 e A chave para o verdadeiro rebocador trator reside no uso de duas unidades de propulsão multidirecionais, em que umas consistem de pás verticais rotativas e outras são como grandes motores de popa rotativos. Elas permitem que as unidades de propulsão dos rebocadores sejam instaladas lado a lado, mais ou menos abaixo do passadiço, facilitando assim uma manobrabilidade espetacular nas mãos corretas (ver Figura 10). Curiosamente, essas unidades também tiveram um sucesso considerável por muitos anos instaladas em alguns ferry boats que operavam em águas costeiras. Em um rebocador trator, o ponto de reboque (P) pode ser colocado muito mais perto da popa, pois as unidades de propulsão e, portanto, o ponto de tração (T) está sempre "fora" do ponto de reboque, criando assim um bom momento de rotação positiva (PT). Se isso for comparado com o rebocador convencional, pode-se observar que isso é completamente contrário à 19

20 configuração tradicional. P T Fig. 10: Rebocador trator, Voith Schneider Vantagens e Desvantagens do Rebocador Trator Em muitos casos, a versatilidade é ainda melhorada ao se trabalhar a linha de reboque diretamente a partir de um guincho com controle remoto por joystick a partir do passadiço. O mestre do rebocador pode assim alterar o comprimento da linha de reboque à vontade e com considerável facilidade. O rebocador trator pode ser melhor definido como aquele em que, tal como um trator de fazenda rebocando uma carreta, a unidade de potência está sempre a vante e puxando no ponto de reboque, ao contrário de um rebocador convencional onde a propulsão fica localizada a ré do ponto de reboque, empurrando-o. Pode-se imaginar, de maneira bem correta, que ao se navegar sem um reboque, com unidades de propulsão assim localizadas, este tipo de rebocador sofre com a falta de estabilidade direcional. Com a força que guia o rebocador próxima do ponto pivô, a alavanca de direção quase não atua, mas isso é facilmente superado pela versatilidade das unidades de propulsão. Quando se começa a aprender a conduzir essas unidades, inicialmente a achamos bastante peculiar, mas não demora em se acostumar. A estabilidade direcional é melhorada com a instalação de um grande "skeg" na linha de centro do casco na parte de ré. Este skeg também suporta o rebocador no caso de docagem ou encalhe. Os argumentos a favor e contra os rebocadores trator em comparação com os convencionais continuam sendo uma questão de requisitos individuais. Em primeiro lugar, as vantagens, que até certo ponto já foram delineadas: Tração total em todas as direções (360º); Curto tempo de resposta; Excelente manobrabilidade; Capacidade de rápido reposicionamento, se assim for exigido pelo prático; Sistemas de controle simples; Baixo risco de emborcamento; Pode superar de forma mais eficaz as forças de interação próximas de um navio; 20

21 Capacidade operacional melhorada em uma área restrita, tal como uma comporta ou um cais fechado; Pode reduzir o tempo entre atendimentos em portos que normalmente utilizam a assistência de rebocadores; Unidades de propulsão confiáveis e robustas. É razoável, portanto, ver esse tipo de rebocador como extremamente versátil, idealmente adequado aos limites de uma baía, rio, canal ou águas abrigadas com grande tráfego. Naturalmente, pode haver desvantagens e a lista a seguir ilustra uma série de considerações importantes: Altos custos de investimento de capital; Menos força de tração estática por kw de potência; O reparo e a manutenção de complexas unidades subaquáticas podem ser muito caros; O governo em uma via aberta pode ser ruim por causa da curta distância entre o ponto pivô e o ponto de tração, criando um curto braço de governo; O ângulo da banda com toda a tração para um bordo pode ser de 21º em alguns rebocadores. Portanto, podem haver danos quando posicionado ao lado de um navio; As sofisticadas unidades subaquáticas podem ser danificadas durante um encalhe e/ou falhar se triturarem objetos submersos; O calado pode ser de até 5,0 m, o que é muito em comparação com os rebocadores convencionais; O retreinamento dos mestres dos rebocadores convencionais é essencial a fim de maximizar totalmente o potencial de um rebocador trator. T P1 P (vista superior) Fig. 11: Rebocador Azimutal pela Popa (ASD) 21

22 2.3. REBOCADOR AZIMUTAL PELA POPA (ASD) Em diversas zonas de praticagem pelo mundo, mas particularmente no Japão e na Austrália, existe um número substancial de rebocadores conhecidos como rebocador azimutal pela popa ou "Z" drive (ver Figura 11). Este tipo de rebocador não é, no verdadeiro sentido da palavra, um rebocador trator, mas é mais um desenvolvimento, utilizando alguns dos benefícios dos rebocadores convencional e trator. Ele pode empregar duas posições de reboque, uma a meia-nau e outra na proa. A propulsão principal com duas unidades azimutais rotativas, semelhantes às empregadas nos rebocadores trator, é instalada na popa, tal como os rebocadores convencionais de hélices gêmeos. O rebocador ASD pode, portanto, ser empregado como um rebocador convencional, usando a posição de reboque a meia-nau, mas com a manobrabilidade melhorada consideravelmente. No entanto, é quando se usa a posição de reboque na proa, normalmente direta a partir de um guincho de reboque, que o rebocador ASD aplica todo o seu potencial. Com praticamente todo o comprimento do rebocador compreendido entre o ponto de reboque (P) e o ponto de tração (T) o rebocador ASD pode ser empregado com grande eficiência. Talvez seja melhor comparálo a um rebocador trator tradicional, relacionando suas vantagens e limitações relevantes. Vantagens de um Rebocador ASD Melhor estabilidade direcional durante a navegação; Forma do casco mais adequado para águas abertas e emprego em vias navegáveis; Melhor relação entre a força de tração estática e a potência em kw; Facilidade para remoção das unidades azimutais para manutenção e reparo; O ângulo de banda com a propulsão voltada para um bordo é menor do que 15º; Calado médio para águas rasas de 3,00 m. Limitações de um Rebocador ASD A habilidade para navegar de lado não é boa; O efeito "squat" na popa e o alagamento da parte de ré do convés principal podem ocorrer em determinados projetos quando navegando a toda força atrás; Ele ainda está suscetível ao emborcamento quando usando o ponto de reboque a ré; Mais exposto aos riscos dos efeitos de interação hidrodinâmica; Complexos sistemas de controle; Mais suscetíveis a danos causados por lixo nos hélices. Fig. 12: Rebocador Combinado 22

23 2.4. REBOCADOR COMBINADO Embora não seja comum, existem alguns rebocadores portuários em uso que, no entanto, devem ser mencionados, pois se enquadram em uma categoria melhor descrita como "combinação1" ou rebocador combinado. De um modo geral, eles são rebocadores convencionais mais antigos que foram adaptados com algum tipo de sistema de propulsão para complementar seu sistema de propulsão convencional. Pode ser um impelidor lateral padrão até um sofisticado propulsor azimutal retrátil que irá melhorar as características de manobra FROTAS COMBINADAS Muitos práticos estão trabalhando para autoridades portuárias que são atendidas por empresas de rebocagem que operam apenas um bom número de rebocadores mais antigos e convencionais e talvez, na melhor das hipóteses, com apenas um ou dois rebocadores trator modernos. Os práticos costumam comentar que eles são algumas vezes subutilizados e que isto se deve principalmente ao retreinamento inadequado dos mestres dos rebocadores, à resistência à mudança dos métodos de operação ou, talvez, um pouco de ambos. Pode-se entender o dilema dos operadores de rebocadores, pois não deve ser uma questão fácil atualizar uma grande frota de rebocadores convencionais, que ainda representariam um investimento de capital comparativamente recente, com rebocadores trator caros que também podem exigir novos programas de treinamento e orçamentos para a manutenção mais altos. Será portanto essencial, durante muito tempo, para os práticos e para os comandantes dos navios, ter uma ampla compreensão dos métodos de trabalho associados aos rebocadores trator e aos rebocadores convencionais, para que os melhores resultados possam ser alcançados quando um navio é atendido por ambos os tipos em uma frota mista de rebocadores. Fig. 13: Diversos tipos de rebocador em assistência 23

24 2.6. TRABALHANDO COM O REBOCADOR TRATOR NA PROA Na figura abaixo, posições 1 e 2, o rebocador está usando o seu ponto de reboque de ré de uma maneira semelhante à do rebocador convencional. Se a velocidade do navio for relativamente baixa, o rebocador pode trabalhar em torno do raio da linha de reboque de forma rápida e eficiente e, desta forma, assistir o navio com o seu "passeio" ou "posicionamento". No entanto, se ele for exposto ao risco de emborcamento, ao contrário do rebocador convencional, deve empurrar com a popa com relativa segurança Fig. 14a: Rebocador trator na proa. Usando o ponto de reboque na popa Posição 3: Se for solicitado pelo prático, o rebocador pode rapidamente se deslocar e se reposicionar a contrabordo, encurtando, mas mantendo o cabo passado, particularmente se este estiver em um guincho com controle remoto, para dar uma boa assistência puxa-empurra durante a "testada". 2 1 Fig. 14b: Rebocador trator na proa. Algumas alternativas A Figura acima, posição 1, mostra uma opção em que o rebocador está usando um guincho de reboque na proa, se instalado, e é capaz de ajustar o comprimento do cabo conforme necessário. Isto pode ocasionalmente ser utilizado como um método de rápido afastamento de um cais durante as desatracações, com o rebocador sendo capaz de se mover para empurrar ou acompanhar o navio. Entretanto, isto não é muito comum. A posição 2, exibe um modo de assistência familiar em alguns países, notadamente nos EUA e no Japão e também em outros lugares envolvendo a movimentação de grandes navios com vários rebocadores envolvidos, onde o rebocador é "amarrado" a contrabordo. Conforme 24

25 discutido anteriormente, é necessário algum cuidado com o rebocador nesta posição, pois o ângulo de banda na tração lateral total pode causar avarias. Além disso, o fluxo de água de retorno e a turbulência devido à proximidade com o casco do navio, certamente combinarão para limitar a eficiência do rebocador, predominantemente quando na desatracação com toda força TRABALHANDO COM O REBOCADOR TRATOR NA POPA Fig. 15: Rebocador trator na popa Na Figura acima, a posição 1 é uma excelente posição de reboque, novamente muito utilizada nos EUA e no Japão, e particularmente boa quando da movimentação de um "navio morto" (sem máquinas), onde o rebocador atua como leme e hélice do navio. Para ser razoavelmente eficaz, o rebocador precisa estar o mais próximo da popa possível, mas devem ser notadas as limitações associadas a um rebocador trabalhando a contrabordo podem ainda ser aplicadas, tal como mencionado no exemplo anterior. A posição 2 é um método de trabalho mais comumente associado ao trabalho de escolta em um canal, ou qualquer outra ocasião em que um navio está em trânsito e requer assistência de rebocador, ao mesmo tempo em que está com seguimento. Nesta tarefa em particular, o rebocador trator se mantém alinhado com a linha de reboque e é muito mais eficaz do que o rebocador convencional. O rebocador está com o cabo passado no seu ponto de reboque de popa, escoltando primeiro a popa do navio a velocidades razoavelmente baixas. (É justo dizer que a maioria dos rebocadores ASD também podem fazer isso, primeiro com a proa, usando seu ponto de reboque de vante). Na posição 3, com um esforço relativamente pequeno, o rebocador trator pode facilmente se deslocar para a alheta do navio conforme a posição ilustrada neste exemplo. Ao colocar uma pequena tensão na linha de reboque e usando uma combinação do peso do rebocador e da pressão de água, ele pode ajudar o navio, de forma muito eficaz, em guinar e estabilizar quando necessário. Esta técnica útil é conhecida como "modo de reboque indireto" ou "efeito de paravane" e já provou ser bem sucedida, mesmo quando escoltando navios com grande calado. 25

26 No modo de reboque indireto, quando com o cabo passado na popa de um navio, a tensão na linha de reboque pode ser aumentada por um fator de 1,5 a 2,0 vezes a força de tração estática. O grande "skeg" submerso do rebocador trator torna-o particularmente eficiente para atingir este aumento da força de tração. Com sua excelente manobrabilidade e segurança inerente, o rebocador trator na popa pode também prontamente ajudar o navio a reduzir sua velocidade e até mesmo "parar". Na posição 4, uma vez estando o navio parado ou com a velocidade reduzida para a mínima, o rebocador trator pode trabalhar em torno do raio da linha de reboque usando sua excelente manobrabilidade ou, se for necessário, mover-se rapidamente e se reposicionar para trabalhar a contrabordo TRABALHANDO COM O REBOCADOR ASD NA PROA Embora existam muitas semelhanças operacionais com o rebocador trator, o rebocador ASD é diferente no projeto e, consequentemente, uma ou duas situações operacionais devem ser levadas em consideração Fig. 16: Rebocador ASD na proa Veja a Figura acima. Na posição 1, falando de forma genérica, o rebocador ASD está sendo usado da mesma maneira que se usa um rebocador convencional, quando ele emprega seu ponto de reboque a meia-nau. Contudo, apesar dele poder ser muito potente e manobrável, permanece no risco de emborcar, por causa das limitações operacionais da posição, as mesmas que impactam na manobrabilidade do rebocador convencional. Na posição 2, comparando-a com o exemplo anterior, este é o método de operação mais versátil, com o rebocador conectado pela sua proa e os propulsores afastados do ponto de reboque. O rebocador está seguro quanto ao emborcamento e pode realizar a tração lateral com eficiência em todo o raio da linha de reboque. Conforme mencionado anteriormente, em algumas variantes mais antigas do projeto deste tipo de rebocador, quando navegando pela popa (máquinas atrás), com qualquer velocidade, há a tendência da popa ser puxada para baixo, se agachar (squat) o suficiente para o convés principal ser lavado e até inundado. Isso, é claro, não é aceitável e o mestre do rebocador pode preferir, com toda a razão, reverter para o método de trabalho convencional na posição 1 para as funções de escoteiro em um canal. Os ASD s mais novos não estão sujeitos a esse tipo de problema. 26

27 É característica deste tipo de rebocador, em algumas áreas do mundo, ser projetado com a proa muito bem protegida por defensas. Isto evita o problema do ângulo de banda ao aplicar a potência total e afasta os propulsores do navio, diminuindo assim a perda de tração pela turbulência e jatos da contracorrente. Fig. 17: Defensas na proa de um rebocador ASD 2.9. TRABALHANDO COM O REBOCADOR ASD NA POPA 1 2 Fig. 18: Rebocador ASD na popa Se um rebocador ASD estiver atendendo um navio na sua popa, poderá fazê-lo da mesma maneira que um rebocador trator, usando seu ponto de reboque de vante, seu próprio peso e a pressão da água para ajudar a guinar o navio (ver Figura 15, posição 3). Isto não poderá, porém, gerar a mesma força do rebocador trator com seu grande skeg a ré. 27

28 Na conclusão de um atendimento como escoteiro em canal, por exemplo, quando atracando ou guinando um navio, ele pode rapidamente se reposicionar a contrabordo, tal como mostrado na posição 2 ou permanecer com um longo cabo pela popa. Isto é questão de escolha do Prático ou do Comandante do navio e tal escolha é ditada pela natureza da manobra que estão realizando. Para se fazer o melhor uso de um rebocador e alcançar o resultado desejado, é importante posicioná-lo no local correto. Para isso, algumas perguntas precisam ser feitas: Qual é o movimento e/ou manobra pretendida? O navio estará predominantemente com seguimento adiante, a ré ou parado? Onde será o ponto pivô do navio? Onde o rebocador se posicionará em relação ao ponto pivô do navio? Que tipo de rebocador será usado? Há, portanto, dada a própria natureza das questões, uma indicação de que existe uma conexão interativa entre o ponto pivô do navio e a posição do rebocador. Isto é melhor ilustrado pela análise mais detalhada de alguns exemplos específicos REBOCADOR ESCOTEIRO EM CANAL Em muitos casos, quando um navio está em trânsito em uma via navegável estreita, não é possível, no interesse da segurança, fazê-lo sem a assistência de um rebocador. Um exemplo disto ocorre quando um navio deve avaliar uma curva em um canal onde, devido ao tamanho relativo do navio, a águas rasas, marés, vento ou qualquer combinação de tais restrições, ela está claramente além das curvas de giro normais do navio e é necessário um rebocador para melhorar a capacidade de guinada do navio. Outro exemplo ocorre, geralmente após um acidente envolvendo uma grave poluição, quando é aprovada uma nova legislação tornando obrigatório o emprego do rebocador escoteiro, mesmo para o tráfego considerado longo e em água relativamente aberta. Embora o prático e o comandante do navio possam normalmente ser capazes de manobrá-lo sem a assistência de rebocadores, a proteção do meio ambiente é a questão mais importante e o navio não pode ser exposto à ameaça de uma falha mecânica ou ao risco do mais breve dos lapsos do julgamento humano. 40 m P Fig. 19: Rebocadores convencionais na proa 28

29 É na função de escoteiro em um canal que as diferentes capacidades operacionais dos rebocadores trator e do convencional são mais claramente apresentadas e onde é mais difícil romper com os métodos de pensar e trabalhar tradicionais estabelecidos há muito tempo. Rebocador Convencional na Proa Se apenas um rebocador convencional for usado como escoteiro, ele não é, como já discutido anteriormente, adequado para a assistência na popa enquanto o navio possuir algum seguimento adiante. Isto significa que ele tem normalmente o cabo passado na proa do navio e que, se a velocidade deste navio é muito alta, ele ficará restrito ao seu arco de operação e eficácia. Isto é agravado pela posição do ponto pivô do navio, que durante o seguimento adiante fica normalmente posicionado a ré da proa na distância igual ao comprimento do cabo de reboque (cerca de 1/4 do comprimento do navio). Como resultado disto, o rebocador trabalha em uma alavanca de giro relativamente fraca. Isso pode ser ilustrado, por exemplo, com um navio de 160 metros de comprimento assistido por um rebocador de 20 tte (bollard pull) na proa (veja a Figura 19). Isso criará um momento de giro aproximado de 40 metros x 20 toneladas = 800 tm. 120 m P Rebocador Trator na Popa Fig. 20: Rebocadores tratores na popa Em uma comparação, se um rebocador trator (ou um rebocador ASD) está assistindo um navio como escoteiro, ele será, como já discutido anteriormente, capaz de trabalhar na popa com uma considerável flexibilidade, devido à sua alta manobrabilidade. Sua eficiência será ainda aumentada porque, ao contrário do rebocador na proa, ele estará trabalhando em uma alavanca de giro muito grande, de 3/4 do comprimento do navio. Assumindo, por uma questão de comparação, que o rebocador ainda possui 20 tte (bollard pull), isso criará um momento de giro de 120 metros x 20 toneladas = tm. Frenagem Este efeito é três vezes maior que o momento de giro na proa e também ilustra por que o efeito de paravaning é alcançado com um esforço relativamente pequeno. É também importante avaliar isso com um rebocador trator com cabo passado na popa, se o navio encontra dificuldades ou uma emergência, o que requer que o navio reduza a velocidade rapidamente, o rebocador também pode ser arrastado de lado e atuar como um freio muito eficaz, enquanto 29

30 ainda ajuda a manter o rumo. Este exemplo indica claramente que a posição de um rebocador em relação ao ponto pivô de um navio influencia fortemente na sua eficácia. É também evidente que qualquer mudança do ponto pivô também afetará o desempenho do rebocador e isso pode ser melhor ilustrado com os rebocadores com cabos longos. Rebocadores com Cabos Longos Neste exemplo, o navio tem um comprimento de 160 metros com dois rebocadores de 20 tte assistindo, um avante e um a ré, ambos com cabos longos. Assume-se no exemplo que o navio esteja em águas parelhas, em águas profundas, sem vento ou maré e, portanto, não é influenciado por outros fatores ou forças óbvios. P 80 m 80 m 20 tte 20 tte Fig. 21: Rebocadores com cabos longos, navio parado Com o navio parado e em águas parelhas, o seu centro de gravidade e o ponto pivô estão aproximadamente a meia-nau. Se ambos os rebocadores começarem a puxar com toda-aforça, eles estarão operando com braços de giro de 80 metros semelhantes e os momentos de giro serão: Rebocador de proa: 80 m x 20 t = tm Rebocador de popa: 80 m x 20 t = tm Como resultado, o navio irá deslocar seu casco em paralelo, sem uma taxa de guinada (Rate of Turn) residual. P 120 m 40 m 20 tte 20 tte Fig. 22: Rebocadores com cabos longos, navio com seguimento adiante Tão logo o navio possua seguimento adiante, mesmo com baixa velocidade, o ponto pivô será deslocado para vante para uma posição aproximadamente a um quarto do comprimento do navio a partir da proa. Isso altera substancialmente os comprimentos dos braços de giro e provoca mudanças no equilíbrio entre os dois rebocadores cujos momentos de giro agora serão: 30

31 Rebocador de proa: 40 m x 20 t = 800 tm Rebocador de popa: 120 m x 20 t = tm O rebocador na popa é, portanto, consideravelmente mais eficiente do que o rebocador na proa e deslocará a popa do navio muito mais rapidamente do que o rebocador na proa, o qual parecerá mais lento. Alternativamente, isso pode ser percebido como se a proa do navio desenvolvesse uma guinada indesejável para bombordo. 40 m P 120 m 20 tte 20 tte Fig. 23: Rebocadores com cabos longos, navio com seguimento a ré Se o navio que anteriormente possuía seguimento adiante, passa a ter seguimento atrás, intencionalmente ou não, o equilíbrio entre os dois rebocadores é completamente modificado. Isto é devido à mudança do ponto pivô do navio, da proa para uma posição aproximadamente a um quarto do comprimento do navio a partir da popa. Os respectivos braços e momentos de giro estão agora completamente alterados e são os seguintes: Rebocador de proa: 120 m x 20 t = tm Rebocador de popa: 40 m x 20 t = 800 tm O rebocador na popa, que anteriormente era o mais potente, agora está fraco em comparação com o rebocador na proa e a popa parecerá lenta para se deslocar. Isso também pode ser percebido como o desenvolvimento de uma guinada da proa para boreste e oposta à guinada para bombordo, que foi experimentada quando o navio estava com seguimento adiante. 40 m P 120 m 20 tte 6,7 tte Fig. 24: Rebocadores com cabos longos, navio com seguimento a ré, rebocadores em equilíbrio Nos exemplos anteriores, com dois rebocadores de 20 tte (bollard pull), a força máxima aplicada foi: Rebocador de proa: 20 t Rebocador de popa: 20 t Total: 40 t 31

32 Infelizmente, se o navio estiver desenvolvendo uma guinada indesejável devido ao seguimento adiante ou atrás e os rebocadores estiverem empregando toda a potência disponível, será necessário instruir o rebocador apropriado para reduzir a potência que está sendo empregada, a fim de equilibrar os rebocadores e corrigir a guinada. Neste exemplo em particular, com o navio com seguimento atrás, o rebocador de proa deve reduzir a potência empregada para aproximadamente um terço da sua potência máxima. Rebocador de proa: 120 m x 6,7 t = 800 tm Rebocador de popa: 40 m x 20 t = 800 tm Total: 26,7 t Tendo selecionado dois rebocadores que parecem ser adequados, é muito importante apreciar que haverão ocasiões em que eles serão obrigados a operar consideravelmente abaixo da sua potência total, particularmente quando compensam por um momento de giro indesejado, em uma situação que já está exigindo toda a potência disponível REBOCADORES A CONTRABORDO Como já mencionado anteriormente, devido às defensas instaladas, os rebocadores do tipo trator e ASD podem favorecer a operação a contrabordo dos navios. Em muitos lugares não é incomum o emprego de rebocadores a contrabordo, particularmente quando diversos rebocadores estão envolvidos em grandes movimentações do navio, seja empurrando um navio na atração, ou para desatracá-lo. Este tipo de operação é muito eficaz e, para entendêlo, é necessário estar ciente da interação que existe entre a posição do rebocador a contrabordo e a posição do ponto pivô do navio. P Empurrando P Guinando Fig. 25: Rebocadores a contrabordo, navio com seguimento adiante Quando o navio está com seguimento adiante, mesmo que com pouca velocidade, há uma diferença muito importante entre o uso de um rebocador a contrabordo na proa, em oposição ao emprego de um rebocador em alguma posição na popa. Como ilustrado no navio à 32

33 esquerda na Figura 25, o rebocador na proa está operando muito próximo do ponto pivô do navio. Nesta posição, ele está operando com um braço de giro muito pequeno, ou desprezível, e, como consequência, será relativamente fraco para ajudar o navio a desenvolver uma guinada. No entanto, ao operar perto do ponto pivô do navio, será mais eficaz para ajudar o navio a desenvolver deslocamentos laterais do casco, particularmente quando empregado em conjunto com todo o leme para um bordo e rápidas palhetadas adiante pelo navio. Isso poderá, por exemplo, ser muito útil ao se aproximar de um cais e é necessário empurrar o navio para cima dele, ou também quando puxando o navio durante a desatracação. Com o rebocador sendo extensivamente usado nesta posição, há uma semelhança considerável com o emprego de um impelidor lateral de proa (bow thruster), mas com a vantagem adicional de uma potência muito maior em um arco operacional de 360º.Isso também permite que o prático use o rebocador para a redução da velocidade ou parada do navio, com ótimo controle, se necessário. Guinando P Empurrando P Fig. 26: Rebocadores a contrabordo, navio com seguimento atrás Se o rebocador for usado na popa, conforme descrito com o navio à direita na Figura 25, sua função é muito alterada.onde quer que seja posicionado, é provável que esteja a alguma distância do ponto pivô do navio, operando com um substancial braço de giro e, como tal, será sempre melhor posicionado para ajudar a aumentar ou reduzir a taxa de guinada do navio, durante o seguimento adiante. Em determinadas circunstâncias, no entanto, isso não é tão bem-sucedido como seria de se esperar e pode ser devido à proximidade do rebocador do bordo do navio, o que cria muita turbulência e contracorrente para o rebocador ser eficaz, visivelmente quando o rebocador está operando a toda-a-força afastado do navio. Em um porto, por exemplo, este rebocador é colocado em stand-by até a aproximação de uma curva específica no canal, antes de passar o cabo para a operação de atracação. Se, depois de estar com o seguimento adiante, o navio começa então a ter seguimento atrás, ou se o navio começará a ter seguimento atrás, por exemplo quando se aproximando de um 33

34 cais, deve ser apreciado que as funções dos dois rebocadores ilustrados anteriormente serão invertidas. O ponto pivô do navio será deslocado para uma posição aproximadamente a um quarto do seu comprimento a partir da popa e exibido no navio à esquerda na Figura 26, o rebocador na popa estará ativamente engajado muito perto deste ponto. Essa posição, portanto, não é o melhor lugar para ajudar o navio a guinar, mas será muito útil para ajudar o navio a deslocar lateralmente o seu casco, especialmente quando empurrando primeiro a popa na direção do cais. Embora menos eficiente, devido à sua própria turbulência e contracorrente, o rebocador da popa também será útil no afastamento lateral do casco em relação ao cais com a popa se deslocando primeiro. Contudo, deve-se ter em mente que um rebocador nesta posição não está naturalmente inclinado a ajudar numa guinada, ou no desenvolvimento de uma boa taxa de guinada, e o resultado pode ser bastante decepcionante. Havendo apenas um rebocador operando a contrabordo e a necessidade de controle do rumo/proa durante o seguimento atrás, ele é melhor colocado como ilustrado no navio à direita na Figura 26, o mais para vante quanto possível. Nesta posição há alguma distância do ponto pivô do navio, operando com um braço de giro substancial e, portanto, apto a produzir um potente braço de giro quando necessário. Pode ter sido observado que, em alguns casos, existe uma importante correlação ou similaridade entre os rebocadores que operam a contrabordo e um navio assistido com um impelidor lateral de proa (bow thruster) operacional. Isso é verdade e, em muitos casos, se o navio estiver equipado com um bom impelidor lateral de proa, ele pode efetivamente substituir um rebocador, o qual pode normalmente operar a contrabordo na proa. Se, por outro lado, o navio não tem um impelidor lateral de proa e somente um rebocador está disponível, é melhor que ele seja posicionado na mesma posição de um impelidor lateral de proa e operado em conformidade BOLLARD PULL x FORÇA DO VENTO 25 m 280 m Fig. 27: Área vélica de um navio porta-contêineres É importante que o prático tenha uma ideia ampla sobre a força em toneladas que é exercida pelo vento sobre o navio, em comparação com a força de tração estática (bollard pull) que está disponível pelos rebocadores locais. Isto pode ajudar, por exemplo, na definição dos limites para o vento nas operações com determinados navios, ou ainda na análise de movimentos que podem não estar ocorrendo de acordo com a previsão. De posse de informações tais como o comprimento total do navio e da sua borda livre, mais o comprimento e altura da superestrutura, incluindo qualquer carga no convés, tais como contêineres, é possível calcular aproximadamente a área em metros quadrados que é exposta à força do vento. O navio na Figura 27, por exemplo, possui as seguintes dimensões gerais e área vélica: Comprimento total: 280 m Borda livre mais a carga no convés: 25 m Área vélica: 280 x 25 = m 2 34

35 Se a força do vento prevista é conhecida, é possível estabelecer aproximadamente a força em toneladas que o navio deverá experimentar com base na seguinte fórmula, para o vento de través: F = (V 2 /18.000) x Área Vélica Onde F é a força do vento em toneladas por m 2, V é a velocidade do vento em m/s e a Área Vélica está em m 2, explicada anteriormente. Exemplo Velocidade do vento em nós: 30 nós Velocidade do vento em m/s: 15,43 m/s Área Vélica em m 2 : m 2 F = (15,43 2 / ) x F = (238,08 / ) x F = 0,013 x F = 91 t/m 2 Para manter este navio estável com um vento de través de 30 nós, seria necessário, no mínimo, uma combinação de rebocadores que ofereça uma força de tração estática (bollard pull) de pelo menos 91 toneladas. No entanto, deve-se também lembrar que a força do vento varia conforme o quadrado da velocidade do vento, e uma rajada ou redemoinho pode fazer com que a força do vento seja muito maior do que a dos rebocadores, aplicando um esforço considerável sobre os cabos de reboque. Este navio em particular, por exemplo, experimentaria um aumento na força do vento, durante uma rajada, de: Manobra 35 nós: 123 t 40 nós: 161 t Com uma noção da força do vento e do tipo e tamanho dos rebocadores a serem usados, é possível avaliar mais de perto uma movimentação envolvendo diversos rebocadores. 5 Cais Vento de 30 nós Fig. 28: Movimentação de um navio porta-contêineres 35

36 Neste exemplo em particular (Figura 28), o navio porta-contêineres, cuja área vélica já foi estabelecida, navegará pelo canal até o cais, com um giro na bacia de evolução, antes de atracar. Está previsto um vento de 30 nós durante o período da manobra, soprando de terra (direção do canal), atingindo o costado de bombordo após o giro até a atracação. Os seguintes rebocadores estão disponíveis para atender esta manobra: Rebocador 1 (proa): 40 tte Rebocador 2 (contrabordo): 30 tte Rebocador 3 (contrabordo): 40 tte Rebocador 4 (popa): 30 tte Impelidor lateral de proa: 10 tte Podemos agora olhar esta movimentação mais de perto, para termos uma ideia mais ampla sobre a possibilidade dela ser realizada com segurança nestas condições em particular, com os rebocadores disponíveis. Isto poderá, por exemplo, ser muito útil ao se discutir a movimentação com outras partes interessadas, tais como as autoridades portuárias, além de servir como um argumento mais profissional e substancial, a favor ou contra sua realização. rebocadores. Movimento 1: Discussão 4 Vento de 30 nós 1 30 tte tte 40 tte 3 30 tte P 2 Impelidor 10 tte Fig. 29: Movimento 1. Discussão: navio parado FORÇA (T) BRAÇO (M) MOMENTO DE GIRO BB BE AV AR BB BE Vento 91 Rebocador Impelidor Rebocador Rebocador Rebocador Totais Vento de 30 nós 1 15 tte tte P 40 tte 3 30 tte 2 Impelidor 10 tte Fig. 30: Movimento 1. Discussão: navio com seguimento atrás 36

37 FORÇA (T) BRAÇO (M) MOMENTO DE GIRO BB BE AV AR BB BE Vento Rebocador Impelidor Rebocador Rebocador 3 40 Rebocador Totais Com o ponto pivô mais a ré, a força do vento de 91 t permite a operação com um braço de giro de 70 m, produzindo um momento de giro de t/m para boreste; Os rebocadores 1 e 2 e o impelidor lateral de proa (bow thruster) estão operando com excelentes braços de giro de 210, 155 e 185 m respectivamente, proporcionando assim um momento de giro combinado muito grande de t/m para bombordo; O rebocador 3 está posicionado, ou muito próximo, do ponto pivô e, portanto, capaz de aplicar toda a sua potência sem provocar qualquer momento de giro; O rebocador 4 na popa é agora exibido com uma redução arbitrária na força de tração estática (bollard pull) para 15 tte, à medida que ele se aproxima da região restritiva próxima do cais. Isto, combinado com um braço de giro que foi reduzido para 70 m, resulta em um fraco momento de giro de t/m para boreste; O residual destes diversos momentos de giro é um momento substancial de t/m, que resulta em uma guinada da popa para boreste, a favor do vento e afastando do cais; Para interromper esta guinada, o rebocador 1, o 2 ou o impelidor lateral de proa (bow thruster), ou uma combinação de todos os três, precisarão ser afastados. O rebocador 1, por exemplo, poderá ser totalmente parado o que resultará na perda de 40 tte. Isto faz com que a força de tração estática potencial combinada, com todos os rebocadores com toda-a-força, seja reduzida para 110 tte, deixando assim uma margem de segurança com certeza inaceitável contra as 91 t de força do vento. Isso claramente destaca o dilema de algumas operações com rebocadores, em que a força de tração estática total parece ser substancial em um primeiro momento, mas é seriamente reduzida pela necessidade de se controlar uma guinada inesperada, simplesmente como resultado do início de um seguimento adiante ou atrás. Isso também pode colocar o rebocador sob esforços repentinos e inesperados, o que pode provocar facilmente a ruptura do cabo de reboque. Vale a pena procurar saber se os rebocadores podem ser reposicionados para um melhor efeito? Movimento 2: Discussão 4 Vento de 30 nós 1 40 tte tte 40 tte 3 30 tte P 2 Impelidor 10 tte Fig. 31: Movimento 2. Discussão: navio parado 37

38 FORÇA (T) BRAÇO (M) MOMENTO DE GIRO BB BE AV AR BB BE Vento 91 Rebocador Impelidor Rebocador Rebocador Rebocador Totais Vento de 30 nós 1 20 tte tte P 40 tte tte Impelidor 10 tte Fig. 32: Movimento 2. Discussão: navio com seguimento atrás FORÇA (T) BRAÇO (M) MOMENTO DE GIRO BB BE AV AR BB BE Vento Rebocador Impelidor Rebocador Rebocador 3 40 Rebocador Totais A situação crucial nesta operação é a obtenção de mais potência a ré do ponto pivô, a fim de contrabalançar a guinada excessiva da popa para fora de sua trajetória desejada quando de deslocando atrás, mas sem comprometer a disponibilidade da potência máxima se for necessária. Algumas pequenas mudanças no posicionamento dos rebocadores talvez ajudem. Como o rebocador de popa está operando com tal desvantagem por causa de um pequeno braço de giro, a situação pode ser melhorada com um rebocador mais potente de 40 tte a vante. Se este fosse um rebocador trator, deve haver também uma menor perda de potência, quando dificultado pela proximidade do cais, e também pode ser muito útil a ré, durante a fase de aproximação no canal; Isso reduz muito o desequilíbrio anterior e o momento de giro residual de 500 t/m para boreste é tolerável e facilmente ajustado; No momento em que o navio começa a ter seguimento atrás, o rebocador 2 deve ser posicionado a ré, o mais próximo possível do ponto pivô e adjacente ao rebocador 3, onde ambos podem operar a toda-a-força, sem criar momentos de giro excessivos. Dada a sua capacidade de rápido reposicionamento quando necessário, esta tarefa pode ser melhor desempenhada por um rebocador trator ou ASD; No interesse de uma margem de segurança, o rebocador 4 experimenta uma perda de eficiência para 20 tte, uma vez que ele se aproxima do cais; Os momentos de giro estão agora muito bem equilibrados com um pequeno e insignificante momento de giro residual de 590 t/m para bombordo; Todos os 4 rebocadores podem aplicar sua potência total e deslocar o navio sem produzir uma guinada excessiva. 38

39 Esta movimentação em particular foi escolhida aleatoriamente para ilustrar como uma avaliação aproximada, mas útil, pode ser feita de qualquer manobra envolvendo o posicionamento de rebocadores, e, em seguida, ser repensada ou ajustada para melhorar a situação geral. Também é possível, que tal análise, por mais simples que seja, pode indicar com antecedência que uma determinada manobra não dê certo! A importância deste exercício também demonstra a necessidade de planejamento e de informações prévias sobre os rebocadores disponíveis. 39

40 CAPÍTULO 3 - MANOBRAS COM REBOCADORES ASD Aprender a operar com competência um rebocador ASD (um Z-Drive ou um trator) é uma das coisas mais difíceis e frustrantes que um Mestre de rebocador convencional pode assumir. Como não há nada de intuitivo sobre isso, ele geralmente se verá manobrando na direção errada e, normalmente, constrangendo-se com suas iniciativas equivocadas para controlar a embarcação. Embora todos desejem que haja alguma fórmula mágica para que o Mestre pudesse superar essa situação, ela não existe. Você simplesmente precisa praticar com o rebocador uma e mais vezes até que ele se desloque de acordo com a sua intenção. Uma das primeiras manobras ensinadas é como operar um rebocador ASD para realizar um deslocamento lateral lento. Usando essa manobra, o Mestre pode reposicionar seu rebocador movendo-o lateralmente. Começa-se com essa manobra, pois ela é realizada de forma semelhante à de um rebocador convencional de hélices duplos, e faz com que o Mestre pense nos vetores de força (versus ângulos do leme) que são aplicados na embarcação para que ela se movimente de acordo com a sua vontade DESLOCAMENTO LATERAL DE UM REBOCADOR CONVENCIONAL Para o deslocamento lateral de um rebocador convencional de hélices e lemes gêmeos, o Mestre faz com que a embarcação se movimente em três etapas distintas, como mostrado a seguir: 1 - Hélices Gêmeos 2 - Guinar a Proa 3 - Lemes Guinando a Popa Fig. 33: Deslocamento lateral lento: Rebocador Convencional Nota: A direção de cada seta vermelha corresponde à descarga do hélice. 1. Na primeira etapa, o Mestre do rebocador coloca uma máquina adiante (neste caso a de bombordo) e a outra atrás, de modo a girar a embarcação com a sua proa indo para a direção desejada. 2. A segunda etapa é aguardar o efeito de giro para que a proa se desloque para boreste. 40

41 3. Finalmente, na terceira etapa, o Mestre colocará os lemes combinados para bombordo para deslocar a popa para boreste para acompanhar a proa. Assim que a embarcação começa a se movimentar lateralmente para boreste, o Mestre deve ajustar o ângulo de leme para garantir que a popa não se desloque mais rápida ou mais lenta do que a proa, ou aumentar ou reduzir as máquinas para que a embarcação não tenha seguimento adiante ou atrás. Enquanto um experiente Mestre de rebocador estará bastante confortável, ajustando as manetes das máquinas e o ângulos dos lemes para realizar esta manobra, o que ele realmente está fazendo é ajustar os vetores de força que estão sendo aplicados à popa da sua embarcação DESLOCAMENTO LATERAL DE UM REBOCADOR ASD Para tornar a transição de um rebocador convencional para um rebocador ASD mais fácil, o operador da embarcação deve utilizar o mínimo de potência nas manetes de comando dos motores. Desta forma ele poderá ver e entender o que fez (especialmente se a embarcação não se movimenta como esperado). Para tornar as coisas ainda mais simples, o operador no processo de aprendizagem que realiza esta manobra, se feita para boreste com ele olhando para a proa, deve colocar a mão direita no bolso, depois de estabelecer a configuração dos propulsores gêmeos e apenas controlar a embarcação depois disso, usando o propulsor de bombordo. Isto faz com que o operador foque em como controlar a embarcação pela variação de potência e ângulo de somente um propulsor, tornando mais fácil para ele começar a reconhecer como a mudança nos vetores afeta a embarcação. O deslocamento lateral de um rebocador ASD envolve exatamente as mesmas três etapas descritas anteriormente, embora o operador use os controles de forma ligeiramente diferente, como se vê a seguir: 1 - Propulsores Gêmeos 2 - Guinar a Proa 3 - Propulsores Guinando a Popa Fig. 34: Deslocamento lateral lento: Rebocador ASD Nota: A direção de cada seta vermelha corresponde à descarga do hélice. 1. Assim como na primeira etapa com um rebocador convencional, o Mestre do rebocador coloca uma máquina adiante (novamente a de bombordo) e a outra atrás, de modo a girar a embarcação com a sua proa indo para a direção desejada. 2. A segunda etapa é aguardar o efeito de giro para que a proa se desloque para boreste. 41

42 3. Finalmente, na terceira etapa, o Mestre colocará o propulsor de bombordo aproximadamente 30º para bombordo de forma a deslocar a popa para boreste para acompanhar a proa. Assim que a embarcação começa a se movimentar lateralmente para boreste, o Mestre deve ajustar o ângulo do propulsor para garantir que a popa não se desloque mais rápida ou mais lenta do que a proa, ou aumentar ou reduzir as máquinas (ou os passos) para que a embarcação não tenha seguimento adiante ou atrás. Quando o operador finalmente encontra um bom equilíbrio com a embarcação se deslocando lateralmente para boreste, ele notará que ela está com seguimento atrás, o que apresenta uma segunda oportunidade para se discutir vetores. Vetor adiante revisado Potência extra para manter o seguimento atrás Comprimento original do vetor Vetores originais da propulsão adiante e atrás Vetor criado para boreste Vetores: Etapas 1 e 2 Vetores: Etapa 3 Fig. 35: Deslocamento lateral: Vetores Como pode ser visto nas duas primeiras etapas, os vetores das unidades de bombordo e boreste possuem o mesmo comprimento e orientados em direções opostas, de modo que, essencialmente, se compensam, exceto pela torção que eles aplicam à embarcação. No entanto, como pode ser visto na etapa 3, quando o operador do rebocador move o propulsor de bombordo 30º para boreste, ele ganha o vetor de boreste desejado que deslocará a popa junto com a proa no movimento lateral para boreste. Contudo, ao inclinar o vetor acima de 30º, o comprimento do vetor adiante é encurtado e agora o rebocador começa a cair a ré devido ao vetor atrás (à direita) mais longo. Para manter o rebocador estável à medida que ele se desloca para boreste, o operador precisa adicionar um pouco mais de potência (ou passo) no propulsor de bombordo para equilibrar os vetores adiante e atrás. Aqui está a vantagem de se ter o operador mantendo sua mão direita no bolso, já que agora ele simplesmente tem que concentrar sua atenção em encontrar a direção e a potência exatas do propulsor de bombordo para colocar a embarcação em equilíbrio, com ela se deslocando lateralmente a uma distância constante do alvo (um cais, balsa ou outro objeto fixo). Uma vez que o operador tenha praticado esta simples manobra e ganha as habilidades para mover a embarcação atrás e adiante na frente e a uma distância segura de um cais ou uma balsa, podendo manter uma distância constante de afastamento, ele tem a permissão para usar as duas mãos para deslocar lateralmente o rebocador, sendo posteriormente desafiado a dar uma volta de 90º na extremidade de um cais. Nesta manobra, a ideia é sempre apontar a proa da embarcação para a extremidade do cais mantendo uma determinada distância de afastamento. Quando esta manobra for adicionada à lista de capacidades do operador, ele poderá se deslocar para uma boia onde pode haver alguma corrente e praticar voltas (ou círculos) ao redor dela, sempre apontando a proa para a boia, enquanto mantém uma distância constante. Em algum momento nessas etapas posteriores de treinamento, após ter sido permitido usar as duas mãos, o operador começa a naturalmente manobrar mais rápido e, quando ele começa a usar os propulsores nas clássicas posições para o deslocamento lateral rápido (como 42

43 ilustrado a seguir), o treinamento deve ser interrompido por um minuto, para notar as diferenças entre os dois propulsores (no deslocamento lateral lento os propulsores estão na maior parte do tempo para adiante a para atrás, enquanto no deslocamento lateral rápido eles estão para ambos os bordos da embarcação). Fig. 36: Deslocamento lateral rápido Nota: A direção de cada seta vermelha corresponde à descarga do hélice EVOLUÇÃO DA PRÁTICA (A BORDO OU EM SIMULADOR) As empresas de apoio portuário precisam entender claramente que a grande maioria (cerca de 80%) dos operadores competentes de rebocadores convencionais não transita facilmente para os rebocadores azimutais (ASD ou trator). Para realizar esta difícil transição, e ganhar competência no controle do rebocador azimutal, o operador precisará de muito tempo nas manetes para praticar suas qualidades. Uma boa analogia é como se alguém estivesse tentando aprender a conduzir uma motocicleta pela primeira vez. Obviamente, no primeiro dia, ele não deverá levar a motocicleta para andar em uma avenida movimentada. Ele necessita de tempo para praticar as novas técnicas para fazer curvas e trocar as marchas, frenagem, etc. em uma rua sem movimento até que ele se torne suficientemente competente para lidar com a motocicleta para poder controlá-la com segurança na avenida, mantendo o foco principal nas ameaças da avenida (outros veículos, pedestres, etc.). Da mesma forma, o operador de rebocador azimutal pode tornar-se capaz de manobrar um rebocador convencional, atracando ou desatracando um navio de um cais, ou no seu contrabordo, com relativa rapidez, mas seu cérebro está focando principalmente em como manobrar a embarcação e não no que está acontecendo do lado de fora do passadiço. Assim como o motociclista, o operador em transição também não está pronto na primeira vez. Ele deve ter permissão (ou forçado se necessário) para praticar o manuseio da embarcação de forma que ele possa controlar o rebocador com seu subconsciente, para que seu cérebro consciente possa manter a atenção segura que se espera de um operador APLICAÇÃO NO MUNDO REAL Enquanto o deslocamento lateral rápido é usado com mais frequência pelo operador, os dois deslocamentos (lento e rápido) ensinam o operador a fazer a embarcação se deslocar de acordo com a sua vontade e precisam ser praticados regularmente. Há momentos em que a manobra de deslocamento lateral rápido (com a descarga dos propulsores saindo pelos dois bordos do rebocador) é apropriada, mas às vezes não é. Especificamente, esse método não funciona muito bem quando o rebocador está tentando ficar a contrabordo de um costado de um navio ou da face de um píer. Não é apenas o fato de que a 43

44 descarga do propulsor atingindo o costado ou o cais que faz com que seja difícil para o operador permanecer a contrabordo, mas essa descarga contra a face de um cais pode causar uma séria erosão de caro e difícil reparo. O operador é, portanto, incentivado a pensar sobre esses dois métodos de deslocamento lateral (e suas possíveis consequências não intencionais) antes de começar a usar qualquer um deles. 44

45 CAPÍTULO 4 - DO CONVENCIONAL AO TRATOR Fig. 37: Rebocador convencional de BHP Antes de apresentarmos os tratores, discutiremos primeiramente os convencionais para estabelecermos uma linha base. Alguns rebocadores convencionais são equipados com tubo kort. O que eles fazem? O tubulão (Kort é atualmente o nome de uma empresa) proporciona um aumento de até 40% da tração ao direcionar a descarga do propulsor. Entretanto, nada é de graça; quando operando atrás, a embarcação perde cerca de 10% da sua tração. Para o desempenho, assume-se que os propulsores estão com o passo para a força de tração estática (bollard pull) total e rpm do motor a 100% na posição toda-a-força; Os tubulões começam a criar um arrasto considerável a velocidades superiores a 5 nós; Podem ser equipados com lemes de flanco para permitir um melhor controle do governo quando estiver com seguimento atrás; Todos os rebocadores possuem limitações; À medida que a velocidade do navio assistido aumenta, o desempenho do rebocador convencional diminui. Tensão na Linha de Reboque (t) Limite de torque 720 rpm 900 rpm Velocidade (nós) Fig. 38: Potência disponível x Velocidade (Rebocador Convencional) 45

46 Se olharmos para qualquer rebocador, veremos que ele possui toda sua força estática disponível para um Prático na velocidade zero. Mas, com velocidade, O rebocador estará usando toda a sua potência para se deslocar na água, sem que haja desempenho a ser disponibilizado para o Prático. Através da curva de desempenho pode-se examinar o que o rebocador pode fazer para um Prático. Vamos examinar o que o rebocador pode fazer a 5 nós. Nesta embarcação, por exemplo, existem cerca de 70 t de tensão na linha de reboque disponíveis. Outras considerações são: A tração disponível diminui com a velocidade; Em altas velocidades, não haverá nenhuma tração para a assistência ao navio; Nas velocidades intermediárias, como existe um ângulo em que o rebocador atua para ajudar no governo do navio, uma grande parte da sua tração é perdida; O rebocador também está aplicando forças de aceleração no navio. Vetor da Força dos Lemes Força Lateral da Água no Tubulão Tração do Propulsor Força de Arrasto da Água no Casco e no Skeg Ângulo de Equilíbrio = 42º Força do Rebocador ao Empurrar o Navio Assistido Vetor da Força de Arrasto da Água no Casco e no Skeg Força Vertical da Água no Casco e no Skeg Força do Rebocador para Governar o Navio Assistido = 50 t Vetor da Força do Rebocador Fig. 39: Vetores formados quando um rebocador convencional empurra na popa de um navio Examinaremos como um rebocador transfere sua tração para um navio na velocidade de 5 nós. Neste caso, operando no espelho de popa. Para trabalhar em um ângulo adequado para empurrar o navio, o Mestre do rebocador coloca 46

47 os lemes (combinados) para um bordo, cerca de 30º, e usa alguma tração para obter o ângulo adequado. Os resultados são: Cria uma força de governo de 50 t ou aproximadamente 50% da força de tração estática (72% da força de tração estática para rebocadores sem tubulão); O rebocador também acelera o navio EFICÁCIA DA POSIÇÃO DOS REBOCADORES P1 P Fig. 40: Posições dos rebocadores Para explorar como empregar adequadamente os rebocadores, é necessário examinar a eficácia de cada posição. Para isto, será configurado um experimento com o navio com seguimento adiante a 3 nós e então discutir as vantagens das diferentes posições: Posição 1: Operando na proa - 100% da Força de Tração Estática: Pode governar o navio; Braço de giro pequeno em relação ao ponto pivô; É perigosa, pois pode provocar o emborcamento do rebocador se não for tomado o devido cuidado. Posição 2: Operando no través na proa - Próximo de 100% da Força de Tração Estática: Sem braço de giro; Quase um ângulo de 90º. Posição 3: Puxando - 60% a 70% da Força de Tração Estática: A contrabordo. Na comparação entre as posições 2 e 3 temos: A posição 2 é melhor na guinada inicial feita pelo próprio rebocador; A posição 3 é superior se o Prático usa a máquina e o leme do navio. Posição 4: Sem utilidade. Posição 5: 100% da Força de Tração Estática: Próximo do ângulo de 90º; Braço de giro longo. 47

48 Posição 6: Braço de giro mais longo; Governa o navio; Para o navio COMPARAÇÃO ENTRE TRAÇÕES CONVENCIONAL TRATOR Fig. 41: Comparação entre a tração dos rebocadores convencional e trator Os rebocadores convencionais são muito eficazes na tração adiante; Os rebocadores convencionais perdem tração com máquina atrás, caindo para cerca de 60%; Os rebocadores convencionais não possuem tração lateral; Os rebocadores do tipo trator oferecem respostas mais rápidas; Os rebocadores do tipo trator desenvolvem 100% da força de tração estática quando com máquina atrás; Os rebocadores do tipo trator desenvolvem cerca de 70% da força de tração estática quando no deslocamento lateral; Muito populares na Europa devido ao rápido reposicionamento com cabo passado, teve uma implementação lenta no Brasil ATRACAÇÃO / DESATRACAÇÃO O rebocador trator será muito mais eficaz quando comparado ao convencional. Sua manobrabilidade é incomparável. Ele pode desenvolver 100% da força de tração estática nas máquinas adiante e atrás. A maioria dos portos está satisfeita com este tipo de rebocador. Deve-se ter sempre em mente a maior potência com máquina atrás para evitar avarias às buzinas e cabeços dos navios. 48

49 4.4. ÂNGULOS NA LINHA DE REBOQUE Fig. 42: Rebocador Trator em Puxada Direta O rebocador do tipo trator é capaz de puxar em qualquer ângulo desejado em relação ao navio. Ele pode usar uma parte considerável da sua tração disponível para manter sua posição, o que limita o que poderá ser aplicado na assistência ao navio. Normalmente, o ângulo da linha de reboque é o ângulo da tração que está sendo aplicada ao navio. Nota: As setas representam a direção da descarga do hélice Fig. 43: Rebocador ASD no modo Puxa-Empurra 49

50 4.5. MUDANDO POSIÇÕES Quando um Prático ordena PARAR, os propulsores são colocados em posições opostas, normalmente com cada um jogando a descarga para o seu través. Durante as operações de atracação/desatracação, se o Mestre do rebocador posicionar um propulsor ADIANTE e o outro ATRÁS, o rebocador poderá desenvolver MEIA-FORÇA ADIANTE ou ATRÁS quase que instantaneamente. Se for necessário o emprego de TODA-A- FORÇA, o propulsor que está na posição oposta à direção do seguimento desejado é girado para a posição correta. Um rebocador trator pode se deslocar lateralmente a velocidades de até 3,5 nós, normalmente. Os Mestres dos rebocadores tendem a deslocar lateralmente suas embarcações para uma nova posição no navio. Se o rebocador navegar até a nova posição, isto será feito muito mais rapidamente. Os Mestres dos rebocadores precisam ser treinados com cuidado. Para que se sintam confortáveis no controle da embarcação, o treinamento leva aproximadamente um mês. Para dominarem um trator marítimo, o treinamento dura cerca de seis meses. A Nota: As setas representam a direção da descarga do hélice B Fig. 44: Rebocador ASD no modo Puxa-Empurra, aliviando a corrente de descarga no casco do navio No posicionamento a contrabordo, a maioria dos rebocadores, incluindo os tratores com propulsão Voith-Schneider, direciona as correntes da descarga dos seus propulsores para cima do casco do navio quando o estão puxando. Essa corrente de descarga desloca o efeito do puxão do rebocador. Um rebocador Z-Drive (B) pode abrir suas unidades de propulsão um pouco mais fazendo com as correntes de descarga não atinjam diretamente o casco do navio. Os rebocadores ASD, com o cabo de reboque passado a partir do guincho localizado na proa, podem pagar um pouco mais de cabo para reduzir o efeito da corrente de descarga no casco do navio REBOCADORES TRATOR EM CANAIS ESTREITOS As manobras em canais estreitos exigem a maior capacidade de manobra possível de um rebocador. Sempre que possível, são empregados os tratores marítimos. Quando dois rebocadores do tipo trator estão com os cabos passados pela linha de centro do navio, eles pode reduzir sua área de manobra e consequentemente a do próprio navio. Posicionando o rebocador a não mais do que 45º em relação à linha de centro do navio, sua popa provavelmente não avançará além do costado do navio. A operação dessa forma na proa do navio aplica nele as forças de governo e de aceleração. Para reduzir os efeitos dessas forças, o rebocador na popa do navio permanece alinhado, jogando sua popa para um bordo ou para outro quando exigido pelo Prático. 50

51 4.7. BERÇOS ESTREITOS Fig. 45: Rebocadores trator operando em canal estreito Fig. 46: Rebocador ASD a contrabordo para manobra em berço estreito As manobras de atração em berços estreitos, para navios menores, podem ser realizadas com um rebocador ASD a contrabordo. Este rebocador é posicionado na região da proa e pode aplicar toda a sua potência nos quatro eixos com muita facilidade. Deve ser dada atenção ao cabo passado à sua popa, para que suporte a força de tração estática a ser aplicada com uma faixa adicional de tolerância. Devido ao porte cada vez maior dos rebocadores, surgem situações em que o rebocador pode danificar as bordas e varandas dos navios menores. Nesses casos, a corrente de descarga do rebocador, quando ele está posicionado a contrabordo do navio assistido, poderá ser usada para empurrar o navio para o seu berço, evitando assim o contato direto com o casco do navio. Esta manobra exige muita prática REDUZINDO A VELOCIDADE DO NAVIO Os modernos navios, movidos a óleo diesel durante as manobras, são rápidos mesmo com MUITO-DEVAGAR ADIANTE (cerca de 6,5 nós). Para conseguir reduzir a velocidade do navio, o Prático deve parar e partir o motor principal. Quando está com o motor principal parado, o navio tem pouco ou nenhum governo, devido ao fluxo mínimo de água na porta do leme. Além disso, há o risco do motor principal do navio não partir novamente após parar. Devido aos riscos acima mencionados, o rebocador trator pode ser usado para retardar o navio. Com sua aplicação, as seguintes situações podem surgir: A ação de retardo pode permitir que o navio faça guinadas com altas RPM, aumentando consequentemente a eficiência do leme; O rebocador trator é muito eficiente nesta operação e também pode assistir no governo do navio; Se a próxima ordem do Prático for uma puxada indireta, ele deverá direcionar o trator para o bordo correto a fim de facilitar a transição. 51

52 Fig. 47: Rebocador trator em manobra indireta, alinhado, retardando Nota: As setas representam a direção da descarga do hélice Fig. 48: Rebocador ASD em manobra indireta, alinhado, retardando Fig. 49: Rebocador ASD em manobra indireta, alinhado, governando Nota: As setas representam a direção da descarga do hélice 52

53 CAPÍTULO 5 - TRATORES E ASD 5.1. VOITH SCHNEIDER Fig. 50 Rebocador ASD (Z-Tech) em manobra indireta, paralela Um ciclo-rotor, rotor cicloidal, propulsor cicloidal ou ciclogiro é um dispositivo de propulsão de fluido que converte a potência no eixo na aceleração de um fluido usando um eixo rotativo perpendicular à direção de movimento do fluido. Ele utiliza diversas pás em eixos paralelos ao eixo de rotação e perpendiculares à direção do deslocamento da massa d água. Essas pás possuem um passo cíclico de duas vezes por rotação do eixo principal para produzir uma força (de propulsão ou elevação) em qualquer direção normal ao eixo de rotação. Os ciclo-rotores são usados para a propulsão, elevação e controle em veículos aéreos e aquáticos. Uma aeronave que utiliza ciclo-rotores como sua fonte principal de elevação, propulsão e controle é conhecida como ciclogiro. A aplicação patenteada utilizada em navios com mecanismos mecânicos e hidráulicos de atuação recebeu o nome da empresa alemã que os produz: os propulsores cicloidais Voith-Schneider. Princípio Operacional Os ciclo-rotores produzem um tração pela ação combinada da rotação de um ponto fixo das pás em volta do centro e pelas oscilações das mesmas que modifica continuamente seus ângulos de ataque. A ação conjunta do avanço produzido pelo movimento orbital e pela variação do ângulo do passo gera um tração mais alta a baixas velocidades do que qualquer outro tipo de propulsor. No deslocamento, as pás são posicionadas para um passo positivo (para fora do centro do rotor) na metade superior da sua rotação e para um passo negativo (para dentro na direção do eixo de rotação) na metade inferior induzindo uma força aerodinâmica ascendente e oposta à descarga para baixo do fluido. Ao se variar a deste movimento do passo, a força pode ser deslocada para qualquer ângulo perpendicular ou 53

54 mesmo para baixo. Antes da perda de tração, o aumento da amplitude da cinemática do passo aumentará a tração. Fig. 51: Unidade de propulsão Voith-Schneider A primeira geração de rebocadores com propulsão Voith-Schneider não era utilizada para atuar como escoteiro. A configuração da segunda geração passa a ser adequada à função de escoteiro por ter um skeg maior incorporado ao casco. Localizado a ré por motivos de estabilidade, o skeg permite que o rebocador possa operar com forças mais altas no modo indireto durante um reboque. Um convés principal maior também permite o posicionamento correto da guia de reboque e a 54

55 instalação de defensas no espelho de popa permite que a embarcação opere sob o casco projetado para fora. Sobre a guia de reboque, towing staple em inglês, cabe ressaltar que sua utilização é diferente nos rebocadores tratores e nos ASD. Nos tratores, esta guia está normalmente localizada no convés principal a ré do guincho de reboque, que fica a ré da superestrutura. Nos rebocadores ASD, a guia de reboque fica no convés do castelo, avante do guincho de reboque. O molinete, nos rebocadores ASD, está normalmente conjugado com o guincho de reboque. Não é raro haver apenas uma coroa de barbotin para a movimentação da âncora de bordo. Fig. 52: Guia de reboque de um rebocador trator com propulsão Voith-Schneider Fig. 53: Guia de reboque de um rebocador ASD 55

56 Os rebocadores com propulsão Voith-Schneider, devido à localização da(s) unidade(s) de propulsão e pela sua rapidez na mudança de direção, são denominados de tratores verdadeiros. Fig. 54: Perfil de um rebocador portuário com propulsão Voith-Schneider Devido à pequena quantidade, quase zero, de embarcações com propulsão Voith-Schneider operando em AJB (Águas Jurisdicionais Brasileiras), os tipos de propulsores azimutais serão mais detalhados Z-DRIVE O Z-Drive é um tipo de unidade de propulsão para embarcações, um tipo de propulsor azimutal. O hélice pode girar 360º, permitindo rápidas mudanças na direção da tração e, consequentemente, na direção do deslocamento da embarcação. Esta unidade elimina a necessidade do leme convencional. Seu nome deriva da aparência da configuração dos eixos ou transmissão usada para conectar mecanicamente a energia fornecida para o dispositivo de propulsão azimutal. Esta forma de transmissão de potência é chamada de Z-Drive porque o movimento rotacional precisa fazer curvas com dois ângulos retos (cerca de 90º), formando assim a letra Z. O nome é usado para diferenciar o arranjo de transmissão da potência com o do tipo L-Drive. Ele não se refere a um motor elétrico em uma unidade rotativa de propulsão, do tipo Azipod. A transmissão Z-Drive foi inventada em 1950 por Joseph Becker, o fundador da Schottel, e usada nos primeiros propulsores azimutais fabricados pela Schottel GmbH na Alemanha nos anos 1960 sob a marca Schottel e chamados de Rudderpropeller desde então. Joseph Becker recebeu o Prêmio Elmer A. Sperry por esta invenção, como uma grande contribuição para a melhoria do transporte no mundo. Emprego em Tratores A unidade Z-Drive também pode ser usada em tratores marítimos verdadeiros. Os projetos 56

57 foram desenvolvidos como tentativa de aproveitar as vantagens de um casco com propulsão Voith-Schneider e combiná-las com a potência adicional de um propulsor Z-Drive, que é de cerca de 50% superior quando comparado com um Voith-Schneider semelhante para a mesma potência em HP do(s) motor(es) principal(is). Esta característica dos propulsores azimutais, quando comparados com os propulsores Voith- Schneider, faz com que os armadores optem pelos azimutais. A economia de combustível é um ponto crucial no custo operacional (opex) das embarcações de apoio portuário. As unidades de propulsão Voith-Schneider têm recebido mais pás para tentar melhorar a eficiência do uso da potência do motor. Fig. 55: Tratores verdadeiros, Z-Drive e Voith-Schneider Assim como os tratores verdadeiros, os propulsores Z-Drive são posicionados na parte de vante do rebocador. O skeg, na parte de ré, propicia a necessária estabilidade de governo durante a navegação e da embarcação quando operando a baixas velocidades, diminuindo a tendência de criação do ângulo de banda como reação às forças aplicadas na linha de reboque Z-TECH História A Robert Allan Limited (RAL), renomada empresa canadense de projetos navais, principalmente de rebocadores portuários, foi procurada pela PSA Marine, a maior empresa de apoio portuário de Cingapura, para projetar e construir uma nova geração de rebocadores com avançadas capacidades de manobra para melhor atender às necessidades de seus clientes em Cingapura e região. Sua equipe de projetistas seniores levou diversos dias em Cingapura se reunindo com as tripulações dos rebocadores e com os gerentes de operações para melhor entender a operação completa e os requisitos específicos. O resultado desta sessão foi um claro entendimento de que algumas tripulações tinham uma preferência distinta pelo estilo trator de alguns rebocadores, enquanto outras preferiam o estilo do ASD. A sugestão foi desenvolver um 57

58 único projeto que incorporaria as melhores características de ambos os estilos. Para isso, era necessária uma compreensão clara de como cada tipo de rebocador executava suas operações típicas de assistência aos navios e, passando um tempo a bordo das embarcações, observar como as tripulações operavam essas embarcações. Os rebocadores na configuração de trator verdadeiro, com os propulsores Z-Drive montados avante, foram geralmente favorecidos quando operavam sob o costado projetado dos navios porta-contêiner, especialmente nas manobras de entrada e atracações. Neste modo, os rebocadores podiam se aproximar da popa de um navio, primeiramente com a sua proa, para evitar que o skeg fosse impactado pela descarga do hélice, e manobrar então para posicionar o convés de trabalho (a ré) próximo e sob o costado projetado de forma que a superestrutura e o passadiço com seu mastro e antenas ficasse o mais afastado do costado do navio. Contudo, os rebocadores ASD foram favorecidos por causa do layout geral e das vantagens de manuseio, especialmente pela característica do convés de trabalho que, por estar localizado avante, está diretamente na frente do operador do rebocador, sem haver a necessidade de olhar sobre seus ombros ou se virar para ver o que os tripulantes estão fazendo no convés. Além disso, o layout do ASD oferece a vantagem distinta de que as unidades de propulsão são instaladas fora da superestrutura e passadiço. Isto permite que elas sejam instaladas no final durante a construção e, caso necessário, podem ser retiradas para manutenção sem impactar nos espaços das acomodações. Uma das principais desvantagens de alguns projetos de rebocadores ASD é o tamanho da estrutura da proa, que também é o convés de trabalho principal. Se for necessária uma altura significativa da proa, então, em alguns casos, as áreas do convés do castelo podem ser inseguras se estiverem muito inclinadas. Além disso, muitos projetos de rebocadores ASD posicionam a superestrutura muito para vante a fim de acomodar um guincho a ré, no convés principal, que pode ser raramente usado, mas que é adequado no caso do rebocador ser classificado para operações em mar aberto. Isto cria uma área de trabalho congestionada e potencialmente insegura, particularmente se o guincho do cabo de reboque também incorpora as coroas de barbotin para manuseio da(s) âncora(s). Após algumas discussões pela equipe de projetistas seniores, a Robert Allan Limited (RAL) propôs que as diferentes vantagens operacionais de ambos os tipos de projeto fossem incorporadas em um estilo modificado de rebocador ASD. O conceito Z-TECH havia nascido. Alterando simplesmente a linha do casco de um projeto ASD da RAL e então deslocando a superestrutura o máximo possível para ré, o novo projeto ofereceu imediatamente as seguintes vantagens: O convés do castelo ficou no mesmo nível do convés principal, criando um convés de trabalho relativamente plano, espaçoso e seguro, sem obstrução pelas amarras das âncoras, etc. O convés de ré (o principal) teve seu tamanho reduzido para proporcionar apenas o espaço suficiente para instalar ou retirar as unidades Z-Drive. Dois pequenos molinetes foram instalados neste convés; Para operações em alto-mar, o rebocador Z-TECH navega com máquina atrás no modo trator, com a forma desta parte do casco mais arredondado do que pode ser visto em um projeto ASD. Entretanto, os projetos de rebocadores da RAL têm provado na prática, serem virtualmente idênticos no desempenho adiante e atrás, de forma que não há uma perda considerável da força de tração estática (bollard pull) ou da velocidade nesta direção de operação; Somente um guincho de reboque é exigido para a operação portuária ou em alto-mar. Quando rebocando em longas distâncias, o rebocador simplesmente rebocará no modo trator, navegando com máquina atrás; O perfil baixo da proa, juntamente com o deslocamento do passadiço para ré, permite que o projeto funcione para operar sob os costados projetados dos modernos navios. 58

59 Fig. 56: Plano de Arranjo Geral de um rebocador Z-TECH de Cingapura Nota: as duas âncoras estão localizadas na popa. 59

60 CAPÍTULO 6 - TESTE, INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE REBOQUE 6.1. ITENS A SEREM VERIFICADOS ANTES E APÓS O REBOQUE Antes e após a conclusão de qualquer operação de reboque, recomenda-se que todos os equipamentos sejam completamente verificados em busca de defeitos e condição de uso. Isto deverá incluir o equipamento de reboque a bordo do rebocador, assim como o equipamento a bordo do navio/objeto a ser rebocado. As orientações gerais a seguir poderão ser usadas como referência: Gato de Reboque Monitorar regularmente a condição do gato de reboque, especialmente o uso e o desgaste do pino de giro e na região de interação com o trilho da guia; Procurar por fraturas causadas pelo estresse nas áreas mais suscetíveis, por exemplo no pino de giro e na estrutura de suporte; A ação suave e eficiente do sistema de liberação rápida (quick release), se aplicável; e Um machado deve estar disponível para pronto uso. Guincho de Reboque Verificar a operação eficiente do guincho, incluindo o mecanismo de frenagem e a operação na engrenagem ; Certificar-se que as travas nos guinchos são eficazes e estão livres para sustentar a tensão no cabo de reboque e capazes de liberação com facilidade; e Procurar por corrosão excessiva ou fraturas nos parafusos ou solda de fixação da base. Cabeços, Buzinas e Tamancas Verificar a existência de corrosão excessiva que leve ao desgaste dos cabeços/buzinas e estrutura de suporte; Procurar cuidadosamente por fraturas na estrutura de suporte dos cabeços, especialmente na base dos cabeços; e Verificar a movimentação adequada das tamancas ou outros dispositivos que atuam como polias, tais como patescas, e sua conexão segura com o convés ou outra estrutura do rebocador. Fig. 57: Cabos desarrumados e estivados próximos ao gato de reboque Os cabos de fibra e de aço devem sofrer inspeções visuais regulares, identificando-se fios/arames frouxos, distorcidos e as condições dos dispositivos de conexão como nós, manilhas e mãos. 60

61 Registro das Inspeções Os resultados das inspeções nos equipamentos da engrenagem de reboque deverão ser registrados como parte do diário de navegação de bordo ou isto pode ser preferencialmente registrado em uma pasta dedicada para todos os equipamentos de reboque. Tais informações deverão ser enviadas para o armador quando exigido pelos procedimentos internos. Teste e Manutenção do Equipamento de Reboque O equipamento de reboque, tal como os gatos de reboque, guinchos e cabos deverão possuir certificados de teste quando novos e deverão ser testados e certificados por uma empresa aprovada a cada 5 anos. Os certificados dos testes deverão ser mantidos a bordo para eventual consulta e a engrenagem deverá ser recertificada quando o rebocador for repotenciado ou quando a embarcação sofrer reparo de grande monta (ou quando solicitado pela Sociedade Classificadora ou entidade certificadora). Os cabos de reboque devem ser fornecidos com certificados de teste, sendo arquivados a bordo. Os cabos de amarração, normalmente fornecidos em aduchas, também devem possuir certificados de teste, embora não seja necessário que os cabos derivados da aducha sejam testados e certificados. Os armadores e operadores deverão assegurar que haja em cada embarcação um sistema de manutenção apropriado aos equipamentos de reboque. Devem existir procedimentos claros para o registro das verificações diárias, semanais (e outras periódicas) exigidas, e que essas verificações devem ser realizadas antes de cada operação de reboque nos formulários e diários apropriados. A manutenção de todos os equipamentos de reboque e engrenagem associada deve fazer parte da lista de verificação de manutenção semanal do rebocador. A manutenção realizada deverá auxiliar na prevenção de falha prematura ou no desgaste do equipamento de reboque que esteja sujeito a altas tensões durante as operações de reboque. Deve ser dada uma atenção especial para garantir que o equipamento de reboque esteja livre de corrosão excessiva e que todas as partes móveis sejam regularmente lubrificadas (isto também se aplica às almas dos cabos de aço). Fatores de Segurança Aceitáveis para o Equipamento de Reboque Como regra geral, recomenda-se que os cabos de reboque de aço e os de fibra tenham uma Carga de Trabalho Segura (SWL) de pelo menos 2 vezes a força de tração estática do rebocador envolvido na operação de reboque. Isto também se aplica aos gatos de reboque. Um menor fator de segurança pode ter um efeito prejudicial na vida útil da linha de reboque, o que pode levar à sua falha durante as operações de reboque. O fator de segurança pode ser reduzido para os cabos de amarração e para os cabos de conexão de empurradores, pois as tensões (cargas) experimentadas são muito reduzidas PREPAROS ANTES DO INÍCIO DAS OPERAÇÕES DE REBOQUE No preparo para a realização de operações de reboque, deverão ser realizadas verificações fundamentais a bordo do rebocador e do navio/objeto rebocado a fim de que seja executada uma operação segura e livre de incidentes. Para ajudar este processo, recomenda-se a existência de um Sistema de Gerenciamento da Segurança operacional e dedicado ao rebocador, de modo que as verificações e os procedimentos de manutenção adequados estejam em vigor a bordo, a qualquer momento. Preparos a Bordo do Rebocador Para garantir que o rebocador esteja adequadamente preparado para as operações de 61

62 reboque, os seguintes itens deverão ser verificados antes do início de um reboque: Integridade da Estanqueidade à Água e ao Tempo A integridade da estanqueidade à água e ao tempo do rebocador deverá ser continuamente mantida. Quando um rebocador está engajado em qualquer operação de reboque, todas as aberturas estanques à água/tempo deverão ser fechadas com segurança e aquelas sinalizadas para permanecerem fechadas durante tais operações. É essencial para a segurança da embarcação que, se uma dessas aberturas necessitar ser usada durante uma operação de reboque, que ela seja imediatamente fechada após seu uso. Equipamentos Salva-Vidas, de Combate a Incêndio e de Navegação Todos os equipamentos salva-vidas (LSA), de combate a incêndio e de navegação exigido a bordo deverá estar continuamente disponível para uso, devendo também sofrer inspeções regulares de acordo com a rotina estabelecida. Máquinas Antes do início de uma operação de reboque, as verificações pertinentes deverão ser feitas nos motores principais e no sistema de governo. Estas verificações deverão incluir itens como os níveis de óleo, de água de arrefecimento, operação do motor principal, da caixa redutora, do telégrafo e do sistema de governo e do fluxo de entrada/saída da água do mar. Além disso, durante as operações de reboque, quando os motores principais estão sob altas cargas, as temperaturas deverão ser verificadas regularmente. Os detalhes das verificações na praça de máquinas deverão ser registradas no diário de máquinas e mantidos a bordo para consulta futura. Equipamento de Reboque O item 6.1 detalha as verificações a serem feitas no equipamento de reboque antes do início de um reboque. Preparos a Bordo do Objeto a Ser Rebocado Para garantir que o objeto rebocado esteja adequadamente preparado para as operações de reboque, os seguintes itens deverão ser verificados antes do início de um reboque: Presença de Água nos Tanques de Colisão e nos Espaços Estanques Os tanques de colisão avante e a ré, bem como os espaços estanques de manutenção da flutuabilidade do objeto deverão ser verificados sobre o ingresso de água. Qualquer água avistada deverá ser esgotada antes do início da operação. A água deixada no objeto poderá ter consequências indesejadas devido ao efeito de superfície livre. Se uma quantidade significativa de água for observada nos tanques de colisão ou nos espaços estanques, então a causa do seu ingresso deverá ser investigada antes do início da operação de reboque. Devem ser tomadas todas as precauções antes da entrada em um espaço confinado. O armador/operador deverá garantir que os procedimentos de segurança para entrada em espaços confinados estejam disponíveis e sendo seguidos. Integridade da Estanqueidade à Água e ao Tempo A integridade da estanqueidade à água e ao tempo do objeto a ser rebocado deverá ser verificada para garantir que todos os espaços estanques e de importância para a sua flutuabilidade estejam fechados antes do início de uma operação de reboque. Além disso, o 62

63 objeto deverá ser inspecionado para verificação da existência de qualquer avaria óbvia, especialmente no caso de uma balsa desguarnecida, pois frequentemente pode ocorrer uma avaria, principalmente pela forma como olhais de aço são soldados e removidos no seu convés principal SEGURANÇA DA TRIPULAÇÃO DURANTE AS OPERAÇÕES DE REBOQUE Práticas de Trabalho Os tripulantes devem estar adequadamente descansados de acordo com as recomendações da OIT (Organização Internacional do Trabalho), estabelecidas na Convenção do Trabalho Marítimo, O Anexo D apresenta um extrato desta Convenção. É responsabilidade do operador da embarcação (e do armador) e do comandante garantir que a tripulação esteja adequadamente descansada. Segurança do Pessoal Todos aqueles com responsabilidade pelo pessoal ou equipamento envolvido em operações de reboque têm o dever de garantir que as práticas seguras de trabalho estejam sendo executadas, e que o equipamento associado seja adequado ao seu propósito. Eles deverão também garantir que as pessoas envolvidas nestas operações estejam adequadamente equipadas e treinadas para a realização do serviço. Apesar do empregador possuir as responsabilidades gerais em relação ao parágrafo acima, o comandante da embarcação é o responsável não somente pela segurança de seus tripulantes quando eles estão a bordo, mas também quando eles estão trabalhando sob sua orientação; por exemplo, em balsas ou objetos desguarnecidos rebocados, ou em um píer, berço ou boia de amarração. Ele também é responsável pelo fornecimento dos seus Equipamentos de Proteção Individual (EPI). Os tripulantes também são responsáveis por garantir que estejam usando o EPI adequado de acordo com as instruções do fabricante. Quando o pessoal envolvido nas operações de reboque estiver no convés, ele deverá: Vestir colete salva-vidas auto-inflável e outros EPI s adequados (p. ex. capacete de segurança, calçado de segurança, roupa de alta visibilidade, etc.) durante toda a operação; Garantir que a área de trabalho esteja segura e livre de obstáculos e risco de escorregão, particularmente próximo dos cabeços. Qualquer obstáculo ou risco de escorregão deve ser imediatamente comunicado ao comandante do rebocador; Permanecer alerta com o andamento da operação, sobre o que é esperado a seguir e o que os tripulantes mais novos estão fazendo; Segurar um cabo pela parte da mão ou pela parte sem tensão e, se estiver usando luvas, assegurar-se de que elas se encaixam corretamente em suas mãos; Estar ciente de que os cabos (para reboque ou amarração) podem repentinamente estar tensionados. Ele nunca deverá: Permanecer dentro de uma mão de um cabo de amarração; Caminhar sobre o seio dos cabos de reboque ou amarração; Permanecer próximo ou caminhar sobre cabos de reboque ou amarração com tensão; Deixar um cabo escorregar pelas mãos ou deslizar a mão por um cabo de aço; Usar anéis; Permanecer em uma ZONA DE PERIGO, p. ex. na região na qual um cabo de reboque sob tensão pode recolher e se enrolar. Neste caso é recomendado que a ZONA DE PERIGO esteja claramente indicada em cada rebocador. Isto pode ser complementado 63

64 pelo realce das áreas pertinentes no convés. Comunicações Efetivas Comunicações efetivas são um componente vital de uma rebocagem segura e de outras operações envolvendo embarcações. É essencial que o comandante do rebocador forneça instruções claras e sem ambiguidade para seus tripulantes no planejamento e na execução das operações de reboque. Os métodos de comunicação a bordo devem ser claros e efetivos e os sistemas devem ser verificados e testados antes do início das operações. A comunicação efetiva entre o comandante do rebocador e aqueles a bordo também é particularmente importante sempre que os tripulantes estejam trabalhando a bordo de objetos rebocados, p. ex. conectando ou desconectando a linha de reboque ou nas suas atracações/desatracações. Se os sinais visuais (com a mão) estiverem sendo usados para a comunicação, todas as pessoas envolvidas devem estar ciente sobre o significado de cada gesto. Isto deve estar acordado antes da operação e ser parte integrante dos procedimentos operacionais de bordo. O comandante do rebocador deve manter todos a bordo plenamente informados sobre qualquer mudança de plano durante a operação de reboque e, em particular, qualquer movimento inesperado e significativo com as máquinas, ordens de leme ou uso das âncoras. Segurança da Tripulação Assim que a engrenagem de reboque estiver conectada, a tripulação deverá indicar isso para o comandante do rebocador, liberar a área e, se for necessário permanecer no convés, posicionar-se em um local seguro. Se a tripulação é solicitada a operar a engrenagem de reboque durante uma operação de rebocagem, o período de tempo de exposição ao risco deve ser o mínimo possível. Além disso, recomenda-se que os armadores/operadores adotem uma política de convés clara durante as operações de rebocagem, para prevenir escorregões/ topadas no convés. Durante as operações de rebocagem, o equipamento da engrenagem de reboque e o pessoal deverão ser monitorados continuamente e, ocorrendo qualquer mudança nas circunstâncias, comunicar imediatamente ao comandante do rebocador. Isto é particularmente importante nos rebocadores onde o comandante possui uma visão restrita da área do convés/pessoal. A tripulação deve estar ciente que o reboque pode ter de ser liberado em uma situação de emergência, e que isto pode ocorrer sem qualquer aviso. As operações de rebocagem aplicam tensões (cargas) significativas sobre os cabos, engrenagem e equipamento. Diversos Códigos de Práticas de Trabalho Seguro definem determinadas precauções, as quais devem ser seguidas, mas as circunstâncias de acidentes recentes mostram que deve ser dada maior ênfase na consideração do sistema como um todo. Como resultado das tensões aplicadas, a falha repentina em qualquer parte do sistema pode causar a morte ou um grave ferimento ao pessoal. Em qualquer caso, as consequências da falha de qualquer parte do sistema deve ser cuidadosamente considerada e adotadas as precauções efetivas. Os comandantes e as tripulações dos rebocadores devem ser também lembrados sobre a necessidade de se manterem vigilantes quando os cabos de reboque e outros cabos ficam brandos durante as operações de rebocagem. Isto pode ocorrer quando, por exemplo, o rebocador e o objeto rebocado se aproximam. Quando a velocidade é aumentada, o tranco pode provocar a aproximação das embarcações, o que pode ser perigoso para a tripulação no convés. Em outras circunstâncias, enquanto a tensão pode ser reduzida solecando a linha de reboque de forma controlada, esta linha pode vir a ficar presa em obstáculos submersos, provocando repentinamente o aumento da tensão. Quando os cabos estão brandos, eles 64

65 devem ser controlados/monitorados por um membro da tripulação de forma a garantir que não entrem na água ou venham a ser capturados por qualquer obstrução REBOQUE DE BALSAS Não existem regras rígidas e nem rápidas relacionadas com o preparo do reboque de balsas. O tipo e tamanho da embarcação que está sendo rebocada e a manobrabilidade e potência do rebocador ou rebocadores têm seu efeito, e o comandante do rebocador tem a autonomia em decidir a melhor maneira de preparar o reboque de uma embarcação. As condições locais, tais como a profundidade de água disponível em um berço e as condições meteorológicas, terão também efeito em como um reboque é preparado. Entretanto, existem diretrizes gerais para as operações de reboque, as quais devem ser seguidas quando adequado. Posições das Balsas Rebocando em Linha Quando preparando um reboque de balsas de diferentes dimensões e projetos, elas deverão ser posicionadas em grupos com dimensões e projetos similares. Por exemplo, duas balsas com dimensões similares na fila de vante e duas balsas com dimensões similares na fila de ré. Neste exemplo, as balsas maiores deverão ser posicionadas na fila de vante com as menos na fila de ré. Quando rebocando uma mistura de balsas leves e carregadas, qualquer balsa carregada deverá sempre ser posicionada na fila de vante, com qualquer balsa leve sendo posicionada na fila de ré. Quando houver mais de uma balsa na fila de vante, e se não houver uma cabresteira de corrente ou cabo de aço disponível, os cabos de reboque passados para as balsas deverão estar com comprimentos iguais, mesma quantidade de voltas nos cabeços e com o mesmo tipo de construção. Isto é para garantir a mesma elasticidade da engrenagem quando a potência do rebocador é aplicada. cabo de segurança Fig. 58: Preparo de balsas para a rebocagem Quando mais de uma balsa está formando a fila de vante em uma rebocagem, elas deverão estar amarradas por lançantes a vante e por través a ré, conforme a figura abaixo. Quando for necessário, um cabo de segurança (stop rope), deverá ser utilizado para prevenir que o 65

66 rebocador seja ultrapassado pela(s) balsa(s) que está(ão) sendo rebocada(s). Esse cabo poderá ser um cabo de segurança (um cabo passado do cabeço mais a ré do rebocador para o cabeço de vante da balsa) ou um cabo-guia (gob line) (um cabo passando por uma polia no convés principal e indo ao cabo de reboque, o qual gurne por uma polia ou manilha adequada, deslocando o ponto de giro do reboque). Rebocando a Contrabordo O reboque a contrabordo deverá ser realizado utilizando espringues, lançantes e traveses com SWL de 2 vezes a força de tração estática do rebocador. O rebocador deverá estar posicionado de forma que sua popa esteja apenas um pouco a ré da popa da balsa. Entretanto, existem exceções a isto, por exemplo, quando considera-se o comprimento do reboque ou a direção na qual você deseja que o conjunto esteja apto a guinar o mais rápido possível. Quanto mais a vante estiver posicionado o rebocador, mais difícil é para sua popa governar o conjunto. Diversas outras situações podem impactar a posição do rebocador a contrabordo. No caso de haver outro rebocador para a operação de rebocagem, este assumirá a posição de espelho do primeiro ou principal. Esta condição é a mais adequada para operações em canais ou águas restritas. Empurrando uma Balsa Adiante Fig. 59: Rebocando balsa a contrabordo Fig. 60: Empurrando balsa adiante Quando empurrando uma balsa adiante, o uso de guinchos é recomendado para garantir que a balsa esteja amarrada com segurança ao rebocador, desta forma garantindo que o conjunto opere como uma única unidade durante as manobras. Os cabos dos guinchos deverão estar 66

67 passados ao conjunto de cabeços mais externo de uma balsa a ser empurrada, ou combinação de balsas.além disso, deverá haver dois cabos conectados ao rebocador passados pela guia de reboque (centro da proa) a fim de prevenir o movimento do rebocador no espelho de popa da(s) balsa(s). Amarrando Balsas Entre Si Fig. 61: Rebocando a contrabordo As balsas podem ser amarradas umas às outras por meio de voltas que podem ser facilmente desfeitas, tal como a Volta Redonda ou similar. O uso de voltas de difícil soltura, tal como o Nó Torto, não é normalmente recomendado devido ao potencial do nó não se desfazer sob tensão. A liberação do cabo só ocorrerá se a tensão for aliviada (reduzida). Deve-se ter também cuidado com o posicionamento correto dos cabos, quem fica por cima ou por baixo, principalmente quando uma mistura de balsas leves e carregadas são amarradas entre si. Luzes de Navegação Os rebocadores engajados em operações de reboque e os objetos (navios/balsas) a serem rebocados devem portar as luzes e marcas, como apropriado, de acordo com o RIPEAM (Regulamento Internacional para Evitar Abalroamento no Mar), Regra NAVEGAÇÃO E MANOBRA DO REBOQUE Quando realizando o reboque de um objeto, é essencial estar ciente das amplitudes das marés nos canais, assim como das condições locais da maré nos berços. Deve-se tomar cuidado quando navegando com um objeto rebocado, especialmente quando próximo dos cantos ou em curvas de canal. A corrente da maré nessas áreas pode jogar o objeto para cima das construções com o potencial de causar um encalhe e o contato com essas estruturas, resultando em possíveis ferimentos e danos à propriedade ou aos navios amarrados na área. 67

68 Manobrando a Contrabordo Quando manobrando a contrabordo de um berço, atracando ou desatracando, os potenciais efeitos do vento (isso é especialmente relevante com navios ou balsas leves) e da maré deverão ser considerados antes do início de qualquer manobra. Cada berço possui suas próprias propriedades físicas, como as características das marés, dependendo de sua posição e da subsequente corrente de maré. Em determinadas áreas, um redemoinho de maré pode estar presente, de modo que, mesmo quando a maré esteja enchendo, ainda há uma corrente de refluxo. Os comandantes de rebocadores também devem ter cautela ao manobrar perto de dolphins, boias ou outras obstruções (que também podem criar redemoinhos) que podem atrapalhar ou ter um efeito adverso na aproximação ou afastamento de um berço. Empurrando Adiante ou Rebocando a Contrabordo Quando empurrando uma balsa adiante ou rebocando a contrabordo, a visibilidade do rebocador fica normalmente restrita. Em tais circunstâncias, um ou mais vigias deverão ser posicionados de forma que a vigia seja mantida e os pontos cegos sejam eliminados. O vigia deverá ter meios suficientes e contínuos de comunicação com o comandante. Este é um requisito da Regra 5 do RIPEAM. Limitações do Rebocador Antes do início de uma operação de rebocagem, devem ser considerados o tamanho total do reboque e o rebocador que está programado para emprego na operação. Um rebocador é considerado potente o suficiente para rebocar algo se ele pode desenvolver pelo menos 3 nós contra a maré rebocando o objeto definido. Os comandantes/armadores devem fazer pleno uso da navegação a favor da maré, o que pode fazer com que a velocidade chegue a 6 nós. Isto não irá apenas economizar combustível, custos com praticagem (se aplicável), mas também ajudará os outros usuários do canal. No interesse da segurança da navegação, rebocadores pequenos e com baixa potência devem ter suas limitações bem definidas. Rebocagem com Mau Tempo Causas de Mau Tempo A visibilidade e a superfície da água podem ser afetadas por um grande número de fatores, os quais podem incluir: Nevoeiro/neblina; Chuva; Ondas formadas por navios em trânsito; Redemoinhos onde exista uma contracorrente ou obstrução presente abaixo da superfície; Descargas nos berços e/ou margens de canais; Rajadas de vento, particularmente antecedendo a fortes chuvas e/ou tempestades; Ação do vento contra a maré. Efeitos do Mau Tempo Os efeitos do mau tempo em um rebocador e no reboque pode ser significativo e incluir o seguinte: O efeito na estabilidade dos rebocadores ou dos objetos rebocados devido à superfície da água e do borrifo no convés. Em casos extremos, isto pode incluir a massa d água sobre a proa de um rebocador e balsa; 68

69 Os rebocadores e objeto rebocado movendo-se no plano vertical em tempos diferentes, causando esforço extra na linha de reboque e/ou nos cabos de amarração; e Avarias causadas ao rebocador e aos objetos rebocados quando eles colidem entre si por causa das ondas. Os comandantes de rebocador devem tomar as precauções a seguir para minimizar ou evitar avarias sob mau tempo a fim de reduzir o risco à segurança e os potenciais danos quando executando uma rebocagem: Os cuidados adicionais no preparo de um reboque durante um mau tempo inclui: Verificação da previsão meteorológica regularmente antes da partida; Estivar com segurança todos os objetos soltos na embarcação, principalmente os no convés; Fechar todas as escotilhas, portas e vigias e ventilação vulnerável; e Inspecionar detalhadamente o cabo de reboque para se certificar que ele não esteja avariado. Durante a rebocagem, é possível minimizar ou evitar avarias ao rebocador e ao objeto rebocado com as seguintes ações: Retardar a partida até que o vento diminua ou mude de direção ou partir com uma maré diferente; Reduzir a potência/velocidade durante a rebocagem. Isto ajudará a diminuir a quantidade de movimentos no reboque; e Se rebocando, aumentar o comprimento do cabo de reboque para compensar o aumento de tensão causado pelas ondas/marulhos (swell). 69

70 BIBLIOGRAFIA VRYHOF, Anchors. Anchor Manual Ed. Online (PDF). Holanda WASHINGTON, State of. Study of Tug Escorts in Puget Sound. E. Online (PDF). EUA STERN DRIVE TUGS, Aquamaster. Ed. Online (PDF). Estados Unidos da América

71 ANEXO A - ORDENS PADRONIZADAS PARA REBOCADORES (EUA) Prezado Amigo Marítimo, As seguintes ordens para rebocadores sugeridas foram compiladas como um esforço para iniciar o processo de padronização da comunicação entre Práticos, Comandantes e os Mestres de rebocadores portuários e de escolta nos Estados Unidos. O propósito da padronização é reduzir as possibilidades de falha nas comunicações entre os Práticos e os Mestres dos rebocadores e permitir que o Comandante do navio que visite os diversos portos no país acompanhem as ações do Prático com maior facilidade. Quando um Prático diferente embarca e usa as mesmas ordens, ou semelhantes, às do Prático anterior, o Comandante do navio tem um entendimento melhor sobre o que o Prático está tentando fazer. Isso também ajudará no entendimento das ordens do rebocador pela tripulação do navio quando este visita mais de um porto no país. As primeiras cinco ordens são consideradas ordens básicas para rebocadores convencionais e em realidade, podem ser tudo o que é necessário para se atingir o objetivo de um tráfego seguro para o navio assistido. As seis ordens restantes abordam as manobras únicas que um rebocador trator pode realizar. Espera-se que ao longo do tempo essas ordens se tornem universalmente aceitas nos EUA e ajudem a assegurar o tráfego seguro de todos os navios que estão sendo assistidos ou acompanhados por rebocadores. Espera-se também que elas sejam adotadas como sugestões e não como regras difíceis e rápidas. Sinta-se à vontade para fazer comentários que venham à mente sobre a viabilidade deste conceito e quaisquer sugestões de mudança. Atenciosamente, Vic Schisler Captain Greg Brooks voice (W) fax (Fax) E- Mail: [email protected] 71

72 1. Fale sempre o nome do rebocador antes de transmitir a ordem. Isso alertará o Mestre do rebocador de que o que ele/ela ouvirá em seguida se aplicará ao seu rebocador. Nos portos onde os rebocadores possuem nomes semelhantes ou confusos, o Prático deverá acordar nomes alternativos com o Comandante do navio antes que as manobras sejam iniciadas; 2. Como os termos push ou pull podem ser facilmente confundidos entre si, principalmente se o rádio for ilegível, sugere-se então o uso dos termos towards e away para a operação no costado do navio. Isto é especialmente importante para os portos onde operam rebocadores tratores verdadeiros, os quais operam primeiro na popa; 3. Informar a direção em que a força deverá ser aplicada: bombordo, boreste, ou em um ângulo específico, por exemplo, Away easy to starboard, Away easy to starboard 45º forward (aft) ; 4. Não use os nomes dos Mestres dos rebocadores, a menos que tenha sido acordado com o Comandante do navio (veja item 1 acima), pois isso pode deixar a equipe do passadiço fora do ciclo de informações e criar um possível elo na cadeia de erros; 5. Dê as ordens com referência ao próprio navio. Especifique a direção relativa ao navio assistido, por exemplo, Guard away easy to port ; 6. Use as seguintes configurações para a potência: Easy (apenas um propulsor acoplado), Slow (os dois propulsores acoplados), Half (os motores a meia-força) ou Full (100% da potência dos motores); 7. Quando os rebocadores estão equipados com medidores de tensão, use a unidade Toneladas, se desejado, pois é mais precisa; 8. Quanto mais próxima da horizontal estiver a linha de reboque, menor será o efeito de alavanca que aumentará as forças na linha de reboque que os cabeços e buzinas do navio deverão absorver. Se possível, dê volta na linha de reboque em um cabeço e buzina adequados à potência do rebocador (incluindo o possível efeito de alavanca), preferencialmente afastado das tomadas de carga nos navios-tanque; 9. Quando os rebocadores são empregados na parte de vante do navio, tenha em mente os seguintes cuidados: a. Todos os rebocadores estão limitados à sua capacidade de manobra no entorno da proa de um navio com velocidades superiores a cinco nós; b. A capacidade do rebocador de influenciar a proa (rumo) do navio é limitada, pois seu ponto pivô se desloca para vante com a velocidade; c. Em grandes ângulos na proa, o rebocador está no risco de ficar preso pelos ferros ou de ser arrastado ; d. Quanto maior a velocidade do navio, mais alinhado com a proa o rebocador deve permanecer; e. Com um ângulo de trabalho limitado a altas velocidades, a maior parte da tração da linha de reboque faz com que o navio acelere, ao invés de atuar como força para o controle da proa (rumo). 72

73 ORDENS PARA OS REBOCADORES 1. Towards (Away) to Port (Starboard) Dead Slow, Easy, Half, ou Full 2. DIRECT PULL INLINE (ou em um ângulo desejado) Dead Slow, Easy, Half, ou Full 3. STOP 4. STOP AND MAINTAIN (ou HOLD) 5. COME TO A PUSH PULL MODE AND STOP PROPÓSITO MANOBRA AJUSTES Influenciar a direção do movimento da proa (ou popa) Para controlar a velocidade e a proa do navio assistido O Prático não deseja que o rebocador influencie o navio de qualquer forma O Prático deseja que o rebocador influencie minimamente o navio, mas que o rebocador mantenha sua posição atual Para reduzir o tempo de reação do rebocador quando solicitado a empurrar o navio assistido Aplicar a tração para cima do navio assistido ao empurrar na proa (ou popa) Remover a tração do rebocador e aplicar puxando a linha de reboque alinhada com a quilha do navio assistido O rebocador para seus motores e desliza a contrabordo se o navio estiver com algum seguimento O rebocador manobra para manter sua posição, enquanto influencia minimamente o navio. O rebocador pode ter que testar no casco do navio para manter esta posição Encurtar sua linha de reboque, deslocar o rebocador para perto do navio assistido, e estar pronto para empurrar ou puxar quando solicitado Empurrar a 90º em relação à quilha (não é em relação à chapa do casco que você está olhando) do navio assistido a menos que outro ângulo seja solicitado Usar a tração de governo para manter o alinhamento com o navio assistido. (Veja a Figura 2) N/A N/A Não confundir isso com a ordem Push Full. Nos cabeços elevados, ter cuidado ao aplicar a força do rebocador para puxar o navio por causa da alavanca que pode ser criada. Quando possível, a linha de reboque deve ser paga para a obtenção de um ângulo inferior a 45º acima da horizontal 73

74 ORDENS PARA OS REBOCADORES 6. INLINE SLACK LINE 7. INDIRECT PORT (STARBOARD) 8. POWER(ED) INDIRECT STARBOARD (PORT) FULL (half, slow, etc.) 9. TRANSVERSE ARREST (SOME PERCENTAGE OF POWER) 10. INDIRECT INLINE- WORKING END (STAPLE) TO PORT (STARBOARD) 11. JACKKNIFE AND PULL TO STARBOARD (PORT) SOME ANGLE IN DEGREES PROPÓSITO MANOBRA AJUSTES O rebocador é preparado para assistência imediata, mas não influencia a velocidade ou a proa do navio assistido Para reduzir a velocidade e influenciar a proa do navio assistido. Esta manobra é mais eficaz acima de seis (6) nós. Entretanto, ela pode ser usada pela maioria dos rebocadores a qualquer velocidade que não provoque a imersão da borda no convés Para maximizar o vetor de governo na linha de reboque a velocidades que não causem a imersão da borda no convés Para reduzir a velocidade do navio assistido. Atualmente esta manobra se aplica apenas aos rebocadores do tipo Z-Drive Para reduzir a velocidade e estabilizar a proa ou a popa do navio assistido Para mudar do modo indireto ou potência indireta para o direto a fim de se obter as forças máximas na linha de reboque à medida que a velocidade do navio diminui Pagar suficiente linha de reboque para operar com o cabo brando e não causar interação com o navio assistido. Não arrastar a linha de reboque, pois isso afeta o governo do navio assistido Usar a tração de governo para orientar a linha de reboque a 45º em relação à quilha do navio assistido. Orientar o rebocador no fluxo de água a fim de maximizar o arrasto hidrodinâmico do casco. Este é o modo indireto puro Governar a extremidade do rebocador oposta à linha de reboque na direção solicitada. Aplicar a potência solicitada. Aplicar a força o mais próximo possível de 90º em relação à quilha do navio. Ter cuidado para não fazer com que a linha de reboque seja capturada pelo costado do navio ou pela varanda ou superestrutura do rebocador O rebocador direciona a descarga dos seus propulsores para fora. Apropriada a qualquer velocidade, mas produz uma tração mínima na linha de reboque a baixas velocidades. A tensão na linha de reboque pode ser igual ou exceder à força de tração estática (bollard pull) do rebocador a velocidades iguais ou superiores a 8 nós O rebocador é posicionado em um ângulo de 90º em relação à proa (rumo) do navio assistido. A linha de reboque é mantida alinhada com a quilha do navio. Veja a Figura 7 Enquanto estiver em um dos modos indiretos, abra o canivete para uma puxada direta, por exemplo, ao invés de empurrar em sua linha, o rebocador guina 180º e agora puxa sua linha. Veja a Figura 9 Veja a Figura 4 O Prático pode pedir para aumentar ou reduzir o ângulo da linha de reboque para aumentar ou reduzir as forças de governo ou frenagem. Veja a Figura 5 O Prático poderá ajustar a potência do rebocador para mais ou para menos para obter a taxa de guinada (rate of turn) desejada. Veja Figura 5 O Prático ajustará a potência do rebocador para obter o arrasto desejado. Veja a Figura 6 O Prático pode ajustar o ângulo da linha de reboque para introduzir uma força de governo no navio. O Prático pode pedir para que a proa do rebocador seja posicionada na direção em que ele/ela espera usar o rebocador 74

75 Figura 1 Figura 2 Figura 3 Figura 4 Figura 5 Figura 6 N/A Figura 7 Figura 8 Figura 9 75

76 ANEXO B - GOVERNANDO COM O SISTEMA AQUAMASTER (AQUAPILOT) 1. GERAL O comando de governo é indicado pela direção e inclinação da manete do Aquapilot. A direção de propulsão resultante é indicada pela visão de rotação. A força é proporcional à inclinação das manetes do Aquapilot. AÇÃO DO AQUAPILOT MOVIMENTO DA MANETE NOTAS Direção de governo, sem propulsão Escala de 360º, desacoplado Controle de RPM do propulsor, manete em cima Acoplado Controle de RPM do propulsor, manete embaixo Acoplado, RPM máxima 2. GOVERNO AÇÃO DE GOVERNO CONFIGURAÇÕES DAS MANETES DIREÇÕES DE PROPULSÃO DO AQUAMASTER MOVIMENTO DO REBOCADOR Neutro, desacoplado Parado Neutro, acoplado Parado Muito devagar adiante Devagar adiante Toda força adiante 76

77 AÇÃO DE GOVERNO CONFIGURAÇÕES DAS MANETES DIREÇÕES DE PROPULSÃO DO AQUAMASTER MOVIMENTO DO REBOCADOR Guinada adiante Atrás Guinada atrás Controle individual (Guinada adiante) Controle individual (Giro no lugar) Deslocamento lateral lento, mesma força Deslocamento lateral rápido, BB com mais força Atrás a partir de Adiante, Potência Máxima Atrás a partir de Adiante, sem Esteira, Somente com Potência Máxima Limitada 77

78 ANEXO C - ENGRENAGEM DE REBOQUE PARA APOIO PORTUÁRIO (EXEMPLO) Operações no Apoio Portuário 78

79 ANEXO D - EXTRATO DA CONVENÇÃO DO TRABALHO MARÍTIMO DA OIT (2006) Regra Duração do trabalho ou do descanso Operações no Apoio Portuário Objetivo: garantir aos marítimos a regulamentação da duração do trabalho ou do descanso 1. Todos os Membros devem assegurar que a duração do trabalho ou do descanso dos marítimos seja regulamentada. 2. Todos os Membros devem fixar um número máximo de horas de trabalho ou um número mínimo de horas de descanso num dado período, de acordo com as disposições do Código. Norma A2.3 - Duração do trabalho ou do descanso 1. Para os efeitos da presente norma: a) horas de trabalho designa o tempo durante o qual o marítimo está obrigado a efetuar um trabalho para o navio; b) horas de descanso designa o tempo que não está incluído na duração do trabalho; esta expressão não inclui as interrupções de curta duração. 2. Nos limites indicados nos parágrafos 5 a 8 da presente norma, todos os Membros devem fixar quer o número máximo de horas de trabalho que não deve ser ultrapassado durante um determinado período, quer o número mínimo de horas de descanso que deve ser concedido durante um determinado período. 3. Todos os Membros devem reconhecer que a norma sobre a duração do trabalho para os marítimos, tal como para os outros trabalhadores, é de oito horas, com um dia de descanso por semana mais o descanso correspondente aos dias feriados. Contudo, nada impede um Membro de adotar disposições com vista a autorizar, ou registrar, uma convenção coletiva que fixe os horários normais de trabalho dos marítimos numa base não menos favorável que a dita norma. 4. Para definir as normas nacionais, todos os Membros devem ter em consideração os perigos que acarreta uma fadiga excessiva dos marítimos, nomeadamente daqueles cujas tarefas têm um impacto na segurança da navegação e na segurança das operações do navio. 5. Os limites das horas de trabalho ou de descanso devem ser fixados da seguinte forma: a) o número máximo de horas de trabalho não deve ultrapassar: i) 14 horas em cada período de 24 horas; ii) 72 horas em cada período de sete dias; ou b) o número mínimo de horas de descanso não deve ser inferior a: i) 10 horas em cada período de 24 horas; ii) 77 horas em cada período de sete dias. 6. As horas de descanso não podem ser divididas em mais de dois períodos, devendo um destes períodos ter uma duração mínima de pelo menos seis horas, e o intervalo entre dois períodos consecutivos de descanso não deve ultrapassar 14 horas. 7. As reuniões, os exercícios de combate a incêndio e de evacuação e os exercícios determinados pela legislação nacional, e pelos instrumentos internacionais, devem 79

80 desenrolar-se de forma a evitar ao máximo perturbar os períodos de descanso e a não provocar fadiga. 8. Quando um marítimo estiver de prevenção, por exemplo quando a praça de máquinas estiver desguarnecida, ele deve beneficiar de um período de descanso compensatório adequado se a duração normal do seu descanso for perturbada por chamada de serviço. 9. Se não existir nem convenção coletiva nem sentença arbitral ou se a autoridade competente decidir que as disposições da convenção coletiva ou da sentença arbitral são insuficientes no que respeita aos parágrafos 7 e 8 da presente norma, a autoridade competente deve estabelecer disposições que assegurem aos marítimos um descanso suficiente. 10. Todos os Membros devem exigir a afixação, em local de fácil acesso, de um quadro com a organização do trabalho a bordo, que deve indicar, no mínimo, para cada função: a) o horário de serviço a navegar e em porto; b) o número máximo de horas de trabalho ou o número mínimo de horas de descanso prescrito pela legislação nacional, ou convenções coletivas aplicáveis. 11. O quadro referido no parágrafo 10 da presente norma deve ser estabelecido de acordo com um modelo normalizado redigido na ou nas línguas de trabalho do navio, bem como em Inglês. 12. Todos os Membros devem exigir a manutenção dos registros das horas diárias de trabalho ou de descanso dos marítimos, para que seja possível assegurar o cumprimento dos parágrafos 5 a 11 da presente norma. Estes registros devem seguir um modelo normalizado definido pela autoridade competente, tendo em conta as diretivas disponíveis da Organização Internacional do Trabalho, ou qualquer modelo normalizado definido pela Organização. Os mesmos devem ser redigidos nas línguas indicadas no parágrafo 11 da presente norma. Os marítimos devem receber um exemplar dos registros que lhes dizem respeito, rubricados pelo comandante ou por alguém por ele autorizado, bem como pelo marítimo. 13. Nada nos parágrafos 5 e 6 da presente norma impede os Membros de adotarem uma legislação nacional ou um procedimento que permita à autoridade competente autorizar ou registrar convenções coletivas que prevejam derrogações aos limites estabelecidos. Estas derrogações devem, na medida do possível, estar em conformidade com as disposições da presente norma, mas podem ter em conta períodos de férias mais frequentes ou mais longos, ou a concessão de férias compensatórias aos marítimos de quarto ou aos marítimos que trabalham a bordo de navios afeitos a viagens de curta duração. 14. Nada na presente norma afeta o direito de o comandante de um navio exigir de um marítimo as horas de trabalho necessárias para garantir a segurança imediata do navio, das pessoas a bordo ou da carga, ou para socorrer outros navios ou pessoas em dificuldade no mar. Se necessário, o comandante poderá suspender os horários normais de trabalho ou de descanso e exigir que um marítimo cumpra as horas de trabalho necessárias até à normalização da situação. Desde que tal seja possível, após a normalização da situação, o comandante deve procurar que todos os marítimos que tenham efetuado um trabalho durante o seu período de descanso, segundo o horário normal, beneficiem de um período de descanso adequado. 80

81 Princípio orientador B2.3 - Duração do trabalho ou do descanso Princípio orientador B Jovens marítimos Operações no Apoio Portuário 1. As seguintes disposições deveriam aplicar-se a todos os jovens marítimos menores de 18 anos, tanto no mar como no porto: a) o horário de trabalho não deveria exceder oito horas por dia, nem 40 horas por semana, e os interessados não deveriam efetuar horas suplementares, exceto se tal for inevitável por motivos de segurança; b) deveria ser concedida uma pausa suficiente para cada uma das refeições e deveria ser garantida uma pausa de, pelo menos, uma hora para a refeição principal; c) deveria ser assegurado um período de descanso de 15 minutos, logo que possível após o final de um período de trabalho de duas horas. 2. A título excepcional, as disposições do parágrafo 1 do presente Princípio orientador poderão não ser aplicadas quando: a) não for possível conciliá-las com o serviço de quartos dos jovens marítimos no convés, na praça de máquinas, ou no serviço geral ou sempre que o trabalho organizado por turnos não o permita; b) a formação efetiva dos jovens marítimos, segundo programas e planos de estudos estabelecidos, possa ficar comprometida. 3. Tais exceções deveriam ficar registradas, com indicação dos motivos, e assinadas pelo comandante. 4. O parágrafo 1 do presente Princípio orientador não dispensa os jovens marítimos da obrigação geral, para todos os marítimos, de trabalhar em qualquer situação de urgência, de acordo com as disposições do parágrafo 14 da Norma A

82 ANEXO E - FORÇA DE TRAÇÃO ESTÁTICA (BOLLARD PULL) E SWL A Força de Tração Estática (Bollard Pull) é uma força exercida por um rebocador em uma linha de reboque fixa. Seu valor é usado como uma medida padrão da capacidade de rebocagem de um rebocador, basicamente a força exercida é gerada somente pelos propulsores do rebocador. Os testes da força de tração estática são realizados no que chamamos de uma situação estática e é uma importante indicação da capacidade de um rebocador. Contudo, em todas as situações dinâmicas das operações do dia-a-dia, a tração exercida pelo rebocador varia consideravelmente dos valores obtidos no teste e são normalmente muito maiores do que a força de tração estática declarada. O efeito negativo da descarga do propulsor do rebocador sobre o casco do navio, que é o maior efeito com um baixo UKC (Under Keel Clearance) e um cabo de reboque curto, deverá ser notado. UKC é a altura da água abaixo da quilha do navio. Os rebocadores são construídos para produzir altas forças além da força de tração estática pela criação de uma ótima forma do casco submerso, o qual pode gerar forças de tração como resultado das forças hidrodinâmicas que atuam sobre o casco do rebocador. O casco do rebocador não tem um papel importante quando, puxando um navio parado ou com velocidade muito baixa ou quando puxando um navio com seguimento alinhado a este pela proa ou pela popa. Quando o navio não tem velocidade, a tração exercida pelo rebocador é aproximadamente a mesma da força de tração estática declarada. Em um rebocador puxando um navio com seguimento alinhado pela proa, a tração do propulsor é menor devido ao fluxo positivo de água através do propulsor. Além disso, o rebocador precisa propelir a si mesmo através da água com o custo da potência do motor; consequentemente, a tração exercida é menor do que sua força de tração estática, diminuindo à medida que a velocidade do navio aumenta. Quando um rebocador na popa do navio o está freando, os propulsores estão trabalhando com um fluxo negativo de água e uma alta tração pode ser desenvolvida. Juntamente com as forças causadas pela resistência do casco do rebocador através da água, a sua força de tração pode ser alta, o que pode resultar em um valor superior ao da força de tração estática. Como mencionado, o rebocador pode fazer uso das forças hidrodinâmicas que atuam no seu próprio casco. Quando um rebocador está manobrando um navio com velocidade, estas forças hidrodinâmicas podem gerar altas forças de tração, algumas vezes em acréscimo às forças de tração geradas pelos propulsores. Veja alguns exemplos: O rebocador na popa do navio, operando no modo indireto, pode gerar altas forças de tração, as quais aumentam com a velocidade do navio (e a uma velocidade de 10 nós, pode chegar a duas vezes a força de tração estática); enquanto a tração do propulsor é usada para mantê-lo na melhor posição para obter as mais altas forças de tração possíveis; Um rebocador reduzindo a velocidade de um navio e trabalhando sob um pequeno ângulo em relação ao rumo do navio pode exercer altas forças de frenagem causadas pela tração dos propulsores e pela resistência do seu casco na água; Um rebocador convencional também pode criar altas forças na linha de reboque, geradas pelas forças hidrodinâmicas atuando no seu casco quando rebocando sob um ângulo em relação ao rumo do navio, estando este com seguimento. Estes poucos exemplos mostram que a tração exercida pode ser muito maior do que a força de tração estática e que isto nem sempre tem uma relação direta. Entretanto, essas forças exercidas não devem ser chamadas de força de tração estática. Forças na Linha de Reboque A tração exercida é transferida para a linha de reboque. As forças na linha de reboque podem variar consideravelmente e alcançar altos valores, principalmente causados pela situação instável e continuamente variável do rebocador em comparação com o navio assistido e o 82

83 ângulo frequentemente vertical da linha de reboque. Quando tracionando numa situação dinâmica instável, as cargas máximas são geradas na linha de reboque. Elas também podem ser causadas pelos movimentos bruscos do rebocador ou pelas ondas. Como consequência, as forças na linha de reboque podem ser muito maiores do que a tração máxima que pode ser exercida. Além disso, os rebocadores que manobram navios com comportas ou diques secos normalmente operam com linhas de reboque muito curtas. A tração com aplicação de toda a potência disponível causará forças muito mais altas na linha de reboque do que a tração máxima exercida, devido ao ângulo vertical da linha de reboque. Adicione a isto as forças causadas pela situação instável entre o rebocador e o navio e estará bem claro que as forças na linha de reboque podem se tornar tão altas a ponto dela se romper. Não é sem motivo que o SWL de uma linha de reboque de um rebocador portuário é baseado no fator de duas vezes o valor da sua força de tração estática. Isto deve resultar em um fator de segurança da linha de reboque não inferior a quatro vezes o valor da força de tração estática. Isto pode variar de acordo com o tipo de rebocador, seu tamanho e/ou com as situações e condições locais, algumas vezes resultando no requisito de um fator de segurança ainda maior. Vale a pena também considerar que, como os rebocadores portuários têm se tornado cada vez mais potentes, os cabeços e as buzinas nos navios não conseguem resistir às forças exercidas por eles. O SWL dos cabeços dos navios dependem do seu tamanho e da carga de ruptura média dos cabos de atracação de bordo. Entretanto, as forças que podem ser geradas na linha de reboque dos rebocadores atuais são muito maiores do que suas forças de tração estática, sendo um fator a ser considerado quando se determina o SWL seguro e preciso para os cabeços e buzinas do navio. Conclusões 1. Os testes para determinação da força de tração estática de um rebocador são realizados em situações mais ou menos estáticas. Os requisitos para tais testes diferem entre as sociedades classificadoras e os resultados podem ser diferentes, até para a mesma embarcação. A força de tração estática sustentada, ou força de tração estática contínua, medida durante os teste da força de tração estática durante um período de tempo predeterminado (tal como 5 ou 10 minutos) é a força de tração estática do rebocador; 2. A força de tração estática é um importante indicativo da capacidade do rebocador. Contudo, em uma situação dinâmica das operações do dia-a-dia, a tração que pode ser exercida pelo rebocador pode ser muito maior, devido às forças hidrodinâmicas atuando no seu casco. Estas forças exercidas pelo rebocador não deverão ser chamadas de força de tração estática ; 3. As forças geradas pelo rebocador são passadas para a linha de reboque. Devido às circunstâncias instáveis nas quais o rebocador opera, as forças na linha de reboque, forças de pico, podem se tornar muito superiores à força de tração estática e à tração máxima que pode ser gerada pelo rebocador durante a assistência ao navio. Quando o rebocador está manobrando com o alinhamento da linha de reboque defasado em relação ao rumo do navio, as forças na linha de reboque aumentam ainda mais.; 4. Quando se discute sobre o SWL dos cabeços e buzinas do navio, a força de tração estática do rebocador não deve ser o único fator a ser considerado. De mesma importância são as forças que podem ser geradas na linha de reboque de um rebocador em suas operações diárias, como no caso do fator de segurança de sua linha de reboque; 5. Finalmente, para a notação de classe emitida pela sociedade classificadora para um rebocador escoteiro, as forças máximas de rebocagem que podem ser geradas por este rebocador a uma determinada velocidade do navio são importantes. As medições são realizadas durante uma escolta ativa e tração máxima média obtida na rebocagem, comparável com a força de tração estática sustentada (contínua) durante os 83

84 testes, são o fator para o número de classificação do rebocador para a função de escoteiro. O número da classificação para escoteiro mostra a capacidade de um novo rebocador em produzir forças de governo a 8 e 10 nós. 84

85 ANEXO F - A HISTÓRIA DA FIBRA DE ALTA PERFORMANCE DA DSM, A DYNEEMA Operações no Apoio Portuário A Royal DSM é uma empresa global holandesa baseada em ciência que atua na saúde, nutrição e materiais. Esta empresa produz a mais resistente fibra do mundo, a Dyneema. A teoria básica sobre como uma fibra de polietileno super resistente deveria ser já estava disponível nos anos Levou quase a metade de um século para se produzir a fibra de polietileno de alta performance, a HPPE (high performance polyethylene fibre). Em 1979 a DSM inventou e patenteou esta fibra e o processo de fiação do gel para produzi-la. As fibras de Dyneema estão em produção comercial desde 1990 em sua fábrica em Heerlen, Holanda. A produção das fibras Dyneema requer pouca energia e não utiliza produtos químicos agressivos. O produto pode ser facilmente reciclado para que a poluição que este produto pode produzir seja reduzida o máximo. Nos EUA, a DSM licenciou a Honeywell para a fabricação desta fibra. A produção desta fibra super resistente com um polímero como o polietileno é de fácil entendimento. O polietileno com um peso molecular ultra alto (UHMWPE) é usado como o material inicial. No polietileno normal as moléculas não são orientadas e são facilmente despedaçadas. No processo de centrifugação do gel, as moléculas são dissolvidas em um solvente e centrifugadas através de uma fieira. Na solução, as moléculas que formam clusters no estado sólido ficam desmembradas e permanecem nesse estado depois que a solução é resfriada para gerar filamentos. À medida que a fibra é montada, atinge-se um nível muito alto de orientação macromolecular resultando em uma fibra com uma tenacidade e modularidade muito elevadas. Chamada de Dyneema, esta fibra está disponível em diferentes classes. Ela é caracterizada por uma orientação paralela superior a 95% e um alto nível de cristalinidade, até 85%. Isso dá à Dyneema suas propriedades únicas. Produção Comercial Entretanto, a pesquisa e o desenvolvimento continuaram na DSM. Desde o início da produção comercial, o desempenho da fibra Dyneema consideravelmente. Novas classes foram introduzidas e outras as seguirão. foi melhorado A centrifugação do gel das fibras de HPPE é um processo que depende dos parâmetros mecânicos e físicos, e não de química. Isso torna relativamente fácil produzir uma ampla gama de classes de fibra. Desde o início, o controle de qualidade foi um item importante para as Fibras de Alto Desempenho da DSM e a acreditação em qualidade foi logo obtida. Um grande número de aplicações e produtos usando a fibra Dyneema tem sido desenvolvido. O suporte técnico é considerado essencial na introdução e comercialização desta fibra de alto desempenho. Consequentemente, um laboratório bem equipado, chamado Technicum, está disponível para apoio aos clientes de processamento têxtil e de fabricação de cabos. Ele também desenvolve produtos de proteção e antibalísticos. 85

86 Alta Resistência, Alta Modularidade, Baixo Peso As fibras de Dyneema possuem uma combinação única de propriedades. A densidade é ligeiramente inferior a 1, então a fibra flutua na água. Mas a tenacidade é a mais alta no mundo e pode chegar a ser de 15 vezes a de um cabo de aço de boa qualidade! A modularidade é muito alta e é a segunda, atrás apenas das classes especiais das fibras de carbono. O alongamento até a ruptura é tão baixo para as fibras de Dyneema quanto para outras fibras de alto desempenho, mas devido à alta tenacidade, a energia para a ruptura é muito alta. A resistência de uma fibra pode ser expressa como o comprimento de ruptura livre. O comprimento de ruptura livre é o comprimento teórico de uma fibra, fio ou cabo que se rompe sob o seu próprio peso, quando suspenso livremente. Este comprimento de ruptura livre é relacionado ao produto e é independente da espessura da fibra ou do cabo. O da fibra Dyneema poderia em teoria alcançar a órbita de um satélite. Alta Absorção de Energia As fibras de Dyneema podem absorver quantidades extremamente elevadas de energia. Esta propriedade é utilizada para produtos para proteção antibalística. Mas isso torna a fibra igualmente adequada para produtos como luvas resistentes ao corte, capacetes automotivos e para melhorar a resistência ao impacto dos cascos laminados de embarcações. Nestas aplicações, não só a alta tenacidade é utilizada, mas também a alta absorção de energia. Durabilidade As fibras de Dyneema são produzidas a partir do polietileno e não contêm anéis aromáticos, nem qualquer grupo de amida, hidroxílico ou outros químicos que sejam suscetíveis aos ataques por agentes agressivos. O resultado é uma fibra altamente cristalina com excelente resistência à água, umidade, à maioria dos produtos químicos, à luz UV e aos microrganismos. Ao contrário de outra fibras antibalísticas, as fibras de Dyneema não incham ou produzem hidrólise na água doce, água do mar ou umidade. O polietileno com alto peso molecular usado para produzir a fibra Dyneema, também é conhecido como plástico de engenharia. Como um plástico de engenharia, ele é usado em produtos especiais por causa de sua superior resistência ao desgaste e à abrasão. Portanto, não é surpreendente que as fibras de Dyneema também tenham boa resistência à abrasão. As fibras de carbono e as fibras de vidro têm uma elevada modularidade e um modo de quebra frágil, mas as fibras de Dyneema demonstram que isto não é uma combinação óbvia. As fibras de Dyneema possuem uma alta modularidade e ainda assim são flexíveis, mantendo-a por um longo período de tempo. Propriedades Térmicas A Dyneema tem um ponto de fusão entre 144ºC e 152ºC, dependendo do método de teste a ser empregado. A tenacidade e a modularidade diminuem em temperaturas mais altas, mas aumentam a temperaturas inferiores a 0ºC. Não existe um ponto frágil tão baixo quanto -150ºC, de modo que a fibra pode ser usada entre esta temperatura e 80ºC a 100ºC. Uma breve exposição a temperaturas muito maiores não causará nenhuma perda séria destas propriedades. Absorção de Energia Balística O mais importante em proteção balística é o nível e o mecanismo de absorção de energia a 86

87 velocidades balísticas. A sua modularidade específica e a velocidade sônica na fibra determinam seu potencial antibalístico enquanto o conforto para seu uso é alcançado por causa do seu baixo peso e flexibilidade do material em folha. Dyneema UD em Coletes de Polícia Uma folha especial denominada Dyneema UD é o melhor produto para parar as balas. A Dyneema UD tem uma construção unidirecional na qual os fios não são tecidos, mas são paralelos entre si. Usando a Dyneema UD, o peso mínimo é necessário para a proteção em diferentes níveis, a armadura é flexível e proporciona um excelente conforto ao vestir para o usuário. A Dyneema UD não é afetada pela água ou raios do sol e não requer qualquer proteção especial. Outra consideração importante é o efeito do trauma contundente. Devido à alta velocidade sônica dentro da fibra, a energia do impacto é dissipada muito rapidamente, sobre uma grande área. Isto faz com que o trauma contundente seja baixo, por causa do recuo no lado da superfície interna do colete. Carros Blindados Os carros de polícia podem ser facilmente blindados por meio do uso dos painéis de blindagem protetora de Dyneema. Esses painéis protetores são os mais usados para a proteção contra projéteis de 9 mm, a principal ameaça encontrada pelas forças policiais. Tecnologia Mais Recente do Processo A DSM Dyneema permanece na vanguarda da pesquisa, desenvolvimento e pesquisa das fibras UHMWPE. Desde a introdução da fibra Dyneema, as Fibras de Alta Performance da DSM alcançaram inovações essenciais no processo patenteado de centrifugação do gel para a fibra super resistente de polietileno. Estas inovações levaram a uma melhoria constante na resistência da fibra Dyneema. Isso foi inicialmente obtido pela otimização dos parâmetros do processo sem afetar sua estabilidade. As primeiras classes da fibra Dyneema com a nova qualidade são a Dyneema SK75 e a Dyneema SK77. A Dyneema SK75 é usada em cabos e cordame e na proteção balística. A Dyneema SK77 será o topo nas fibras para proteção antibalística e tem uma tenacidade de cerca de 4.0 N/tex (45 g/den). A posição da Dyneema como a fibra mais resistente no mundo está claramente reforçada com estas novas classes de fibra. 87

88 ANEXO G - COMPARAÇÃO ENTRE A DYNEEMA E OUTRAS FIBRAS A fibra Dyneema já é bem conhecida no apoio portuário, sedo muito mais fácil encontrar fornecedores deste produto. Veja abaixo uma tabela comparativa entre as diversas fibras disponíveis no mercado: Notas: MBL (Minimum Breaking Load) MATERIAL DIÂMETRO (mm) CIRCUNFERÊNCIA (POLEGADAS) PESO (kg/100 m) t kn Polipropileno, 8 fios, trançado 80 10,00 290,00 75, Poliolefino Misto, 8 fios, trançado 80 10,00 290,00 104, Poliamida, Nylon, 8 fios, trançado 80 10,00 394,00 110, Cabo de Aço Galvanizado, 6/1, torcido 80 10,00 274,00 129, Poliéster (HTP), 8 fios, trançado 80 10,00 456,00 198, HMP (Polietileno), 8 fios, trançado 80 10,00 308,00 438, Dyneema SK ,00 343,00 549, MBL 88