Apresentação1

Apresentação

Centro Universitário Estadual da Zona Oeste – UEZOTecnologia em Construção Naval

Elementos Estruturais de Navios

Sâmara Pinto Souza, 1011367282

Disciplina: Construção Naval 1

Prof.: Júlio Cesar

Rio de Janeiro2011

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1. Introdução

Este trabalho tem como objetivo, abordar as principais estruturas de embarcações, apresentando-se a nomenclatura dos principais sistemas que compõe a parte estrutural de um navio e alguns fundamentos relacionados. Contudo, procuramos realizar um trabalho de fácil entendimento, que tem como foco a apresentação da estrutura principal do casco, além do chapeamento e divisões de uma embarcação e seus sistemas. Não abrangendo equipamentos e maquinaria presentes na embarcação considerando-se este um tema para outro trabalho.

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2. O que é uma embarcação?

Embarcação é uma construção feita de madeira, concreto, ferro, aço ou da combinação desses e outros materiais, que flutua e é destinada a transportar pela água pessoas ou coisas.

Barco tipo Traineira FragataCanoaNavio

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Cruzeiro Cargueiro Petroleiro Rebocador

2. Casco

O casco (hull) é o corpo do navio sem mastreação (conjunto de mastros), ou aparelhos acessórios, ou qualquer outro arranjo. A forma do casco influencia as qualidades náuticas da embarcação, como resistência mínima a propulsão, mobilidade e estabilidade.

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Casco simétrico (mais usual) Casco assimétrico

A superestrutura (superstructure) é a construção feita sobre o convés principal, estendendo-se ou ao de um bordo a outro e cuja cobertura,

é, geralmente, outro convés.

O tombadilho (poop) é a superestrutura na parte extrema da

popa, também acompanhado de uma elevação da borda.

O castelo (castle) é a superestrutura na parte extrema da proa,

acompanhada de elevação da borda.

A parte da esquerda recebe o nome de bombordo (port), BB. Isso

supondo que o observador esteja olhando para a proa.

A parte da direita recebe o nome de boreste ou estibordo (starboard),

BE.

Os bordos (boards) são as duas partes em que o casco é dividido pelo plano diametral, ou seja, são

os dois lados da embarcação.

A popa (stern) é parte de trás da embarcação. Tem forma adequada para facilitar a passagem da água

que irá preencher o vazio produzido pela embarcação em seu

movimento, a fim de tornar mais eficiente a ação do leme e do hélice.

A proa (bow) é a parte da frente da embarcação no sentido de sua marcha normal. Tem formato

adequado para fender, atravessar, o mar.

2. Casco

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Convés

Castelo

Tombadilho PopaProa

Superestrutura

Bombordo Boreste

2. Casco: Carena e Costado

Obras vivas (quick works) é a parte do casco abaixo da linha flutuação em plena carga, isto é, a parte que fica total ou quase imersa. O invólucro do casco nessa parte se chama carena (bottom). Obras mortas (upper works) é a parte do casco que fica acima da linha de flutuação em plena carga, a parte emersa. O invólucro do casco nessa parte se chama costado (side) .

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Carena

Costado

3. Arranjo Estrutural

A estrutura de uma embarcação pode ser comparada a uma viga, projetada para resistir ao momento fletor longitudinal e ao esforço primário da embarcação.

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A principal tarefa dos projetistas é combinar os requisitos de resistência longitudinal e de estanqueidade em uma única viga, buscando-se o mínimo peso estrutural.

3. Arranjo Estrutural

O projetista deve escolher a orientação (longitudinal ou transversal, ou seja, vertical ou horizontal) de cada tipo de reforço em cada região da estrutura. Essa escolha se baseia principalmente:

1 – Na eficiência estrutural;

2 – O custo de material e de fabricação;

3 – A continuidade estrutural;

4 – A melhor utilização do espaço.

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3.1. Estrutura Primária

Considerando-se o navio uma viga, é fundamental saber que este é um corpo, que se deforma na presença dos esforços devidos a pessoas e flutuações. A deformação é causada pelas tensões impostas aos componentes estruturais do casco. Os dois sentidos de flexão da viga navio são denominados de alquebramento, quando a viga se arqueia para cima, e de tosamento, quando o arco se dá para baixo.

Alquebramento Tosamento

3.1. Estrutura Primária

O alquebramento e o tosamento são denominados solicitações primárias, quais devem ser suportadas por toda a estrutura da embarcação. Abaixo, algumas imagens de acidentes com embarcações que não suportaram os esforços primários.

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Alquebramento Tosamento

3.2. Estrutura Secundária

A estrutura secundária de uma embarcação consiste de um chapeamento reforçado por:

1. perfis leves, que limitando as dimensões das unidades de chapeamento o enrijecem, tais como cavernas, vaus de conveses, longitudinais, etc.

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Estrutura do fundo de um navio tanque


2. perfis pesados, que sempre servem de apoio aos perfis leves, recebendo destes a carga que lhes foi transmitida pelas unidades de chapeamento. São perfis pesados os anéis gigantes, as sicordas, as hastilhas, as quilhas, as longarinas e as escoas.

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Detalhe de um painel do fundo:1 – Quilha;

2 – Chapeamento; 3 – Hastilha;

4 -Longitudinal leve; 5 - Antepara transversal; 6 - Antepara longitudinal


O conjunto de perfis leves e pesados é o que designamos como estrutura secundária e como parte integrante da viga navio, contribui para a sua resistência. Entretanto, juntamente com a estrutura terciária, tem fundamental importância na resistência de cargas localizadas como cargas dispostas sobre os conveses e pressões hidrostáticas e hidrodinâmica. Para o dimensionamento secundário os perfis são divididos quanto:- Ao tamanho: leves e pesados;- À direção em que se dispõem: longitudinal e transversal.

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3.3. Estrutura Terciária

A estrutura terciária tem a função dupla de contribuir para a resistência primária e na resistência à pressão lateral sobre o casco. Sua continuidade estrutural garante a estanqueidade do casco e sua área transversal contribui significativamente para a inércia da viga navio. A estrutura terciária é composta pelas anteparas, reforços no nível secundário, reforços transversais, reforços longitudinais e chapeamento.

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Estrutura completa do fundo de um navio

tanque

4. Partes do Casco

Bochechas (bow) ou amuras são as partes curvas do costado de um e de outro bordo, junto à roda de proa. Alhetas (vanes ou quarters) são as partes curvas do costado, de um e de outro bordo junto à popa. Través (athwart) é a direção normal ao plano longitudinal do navio.

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Alheta

Bochecha

4. Fundo do Casco

O fundo do navio (bottom) é a parte inferior do casco, desde a quilha até o bojo. O bojo (bilge) é a parte da carena, formada pelo contorno de transição entre a sua parte quase horizontal, ou fundo do navio, e sua parte quase vertical.

17Bojo

4. Bordas

Borda (board ou edge) é o limite superior do costado, que pode terminar na altura do convés, se recebe o nome de balaustrada (rail), ou elevar-se um pouco mais, constituindo a borda-falsa. A borda-falsa (bulwark) é o parapeito do navio no convés e tem a função de proteção de pessoas e cargas do convés.

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Borda falsa Balaustrada

4. Estrutura Principal dos Cascos

A estrutura do casco do navio consta da ossada, ou esqueleto, e do forro exterior. O esqueleto do navio é constituído por uma combinação de dois sistemas de vigas: as vigas longitudinais e as vigas transversais, além dos reforços locais.

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Plano Longitudinal Plano Transversal

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4.1. Vigas e Chapas Longitudinais

Quilha (keel) – Peça disposta em todo o comprimento do casco no plano diametral e na parte mais baixa do navio. Constitui a “espinha dorsal” e é a parte mais importante do navio.

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Longarinas ou longitudinais (longitudinal frames ou keelson) – Peças colocadas de proa a popa, na parte interna das cavernas, ligando-as entre si.

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Trincaniz (stringer plate) – Fiada de chapas mais próximas aos costados, em cada convés, usualmente de maior espessura que as demais, e ligando os vaus entre si e às cavernas.

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Posicionamento e fixação do trincaniz Peça trincaniz


Sicordas (girder ou runner) – Peças colocadas de proa a popa num convés ou numa coberta, ligando os vaus entre si.

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4.1. Vigas e Chapas Transversais

Cavernas (transverse frames) – Peças curvas que se fixam na quilha em direção perpendicular a ela e que servem para dar forma ao casco e sustentar o chapeamento exterior. Gigante (web frame) é uma caverna reforçada. Caverna mestra (midship frame ou main frame) é a caverna situada na seção mestra.

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Cavername (framing) é o conjunto das cavernas no casco.

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Vaus (beam) – Vigas colocadas de BE a BB em cada caverna, servindo para sustentar os chapeamentos dos conveses e das cobertas, e também para atracar entre si as balizas das cavernas; os vaus tomam o nome do pavimento que sustentam.

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Hastilhas (floor) – Chapas colocadas verticalmente no fundo do navio, em cada caverna, aumentando a altura destas na parte que se estende da quilha ao bojo.

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4.3. Reforços Locais

Roda de proa, ou simplesmente roda (stern ou stem) – Peça robusta que, em prolongamento da quilha, na direção vertical ou quase vertical, forma o extremo do navio a vante.

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Cadaste (propeller post ou stern post) – Peça semelhante à roda de proa, constituindo o extremo do navio a ré. Nos navios de um só hélice, há cadaste exterior e cadaste interior.

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Pés-de-carneiro (stanchion) – Colunas suportando os vaus para aumentar a rigidez da estrutura, quando o espaço entre as anteparas estruturais é grande, ou para distribuir um esforço local por uma extensão maior do casco. Os pés-de-carneiro tomam o nome da coberta em que se assentam.

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Prumos (vertical bulkhead stiffener) – Ferros perfilados dispostos verticalmente nas anteparas, a fim de reforçá-las.

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Borboletas ou esquadros (bracket) – Pedaços de chapa, em forma de esquadro, que servem para ligação de dois perfis, duas peças quaisquer, ou duas superfícies que fazem ângulo entre si, a fim de manter invariável este ângulo. As borboletas tomam o nome do local que ocupam.

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4.4. Chapeamento

O chapeamento (plating) é o conjunto de chapas que compõem um revestimento ou uma subdivisão qualquer do casco dos navios metálicos. As chapas dispostas na mesma fileira de chapeamento constituem uma fiada de chapas.

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4.4. Chapeamento Exterior

Constitui um revestimento externo impermeável à água, mas é também uma parte importante da estrutura, contribuindo para a resistência do casco aos esforços longitudinais. As fiadas mais importantes do chapeamento exterior são: a da cinta (sheer strake), a do bojo (bilge strake) e a do resbordo (garboard strake).

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Qu

ilha

Fiada do Resbordo

Fiada da Cinta

Fiada do Bojo

4.4. Chapeamento dos conveses

Dividem o espaço interior do casco em certo número de pavimentos, permitindo a utilização adequada desses espaços. Além disto, eles também contribuem para a estrutura resistente do navio no sentido longitudinal; o pavimento resistente é o mais importante pavimento sob este aspecto.

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4.4. Chapeamento interior do fundo

Constitui o teto do duplo fundo e, além de ser um revestimento estanque, contribui, com as demais peças de estrutura do duplo-fundo, para a resistência longitudinal.

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4.4. Anteparas (bulkhead)

São as separações verticais que subdividem em compartimentos o espaço interno do casco, em cada pavimento. As anteparas concorrem também para manter a forma e aumentar a resistência do casco. Nos navios de aço, as anteparas,

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particularmente as transversais, constituem um meio eficiente de proteção em caso de veio d’água; para isto elas recebem reforços, são tornadas impermeáveis à água, e chamam-se anteparas estanques (tight bulkhead).

4.4. Anteparas

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O convés do poço (well deck) é o espaço entre o castelo (forward well deck),ou o tombadilho (after well deck), e a superestrutura central, num navio mercante

Um convés parcial, acima do convés superior, do castelo ou do tombadilho, será chamado convés da superestrutura (superestructure deck).

O convés de castelo (forecastle deck), na proa, e de tombadilho (poop deck), na popa, e convés superior (bridge deck ou upper deck), na meia nau, são

conveses parciais.

É importante saber que quando um convés não é contínuo de proa a popa este é considerado um convés parcial (platform deck ou partial deck). Quando contínuo,

é denominado convés corrido (flush deck).

5. Principais Conveses

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O convés principal (main deck ou deck) é o primeiro pavimento contínuo de proa a popa, contando de cima para baixo, que é descoberto totalmente ou

parcialmente. Geralmente, é também o convés resistente.

6. Divisão Interna do Navio

Os compartimentos estanques (tight compartment) são limitados por um chapeamento impermeável a certo tipo de fluido.

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Casa de máquinas Tanque

6. Duplo Fundo

O duplo fundo (double bottom) é a estrutura do fundo de alguns navios de aço, constituída pelo forro exterior do fundo e por um segundo forro, colocado sobre a parte interna das cavernas.

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6. Tanques

O tanque (tank) é o compartimento reservado para certo fluido, água, gás, óleo por exemplo.

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6. Coferdã (cofferdam)

É o espaço entre duas anteparas transversais próximas uma da outra, que tem por fim servir como isolante entre um tanque de óleo e um tanque de água, um compartimento de máquinas ou de caldeiras, etc.

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6. Túnel do eixo (shaft alley)

É o conduto de chapa que aloja as seções do eixo propulsor desde a praça de máquinas até a bucha do eixo. O túnel do eixo é também um compartimento estanque.

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Mancal

Jazente do mancal

Eixo do hélice

Anteparas estanque

6. Paióis (locker, store ou storeroom)

São compartimentos situados geralmente nos porões, onde são guardados mantimentos, munição, armamento, ou material de consumo. O paiol onde são guardados o poleame (cargo block) e o massame (cordage) do navio tem o nome de paiol do mestre.

46Paiol da amarra Escoteria

7. Conclusão

Diante do que foi apresentado percebemos a complexidade que envolve a projeção e a construção de uma embarcação. O projeto dessas embarcações só é possível com a análise dos elementos estruturais fundamentais a qualquer tipo de embarcação. Cabe à engenharia naval a definição da estrutura de uma embarcação, a distribuição de todos os componentes e o projeto, instalação e funcionamento de seus equipamentos. Os itens apresentados nesse trabalho correspondem a uma parcela mínima de definições que devem ser consideradas na construção naval.

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Agradeço a atenção!

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