Livro ciência e a arte vol1

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    18-Oct-2014

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<p>Navegao costeira, estimada e em guas restritas 1</p> <p> O problema geral da navegao</p> <p>O PROBLEMA GERALDA NAVEGAO</p> <p>1.1 DEFINIO; FORMAS; SEQNCIA BSICA DAS ATIVIDADES</p> <p>1</p> <p>Entre as vrias definies de navegao, uma que apresenta com preciso os principaisaspectos envolvidos na questo estabelece que navegao a cincia e a arte de conduzir comsegurana, dirigir e controlar os movimentos de um veculo, desde o ponto de partida at o seudestino. O veculo pode ser um navio ou embarcao, um submarino, uma aeronave, umaespaonave ou um veculo terrestre.</p> <p>Da definio acima, derivam as diversas formas da navegao: navegao martima (desuperfcie ou submarina), navegao area, navegao espacial e navegao terrestre. Outrasclassificaes tambm aplicadas especificam ainda mais o meio ambiente no qual o veculo sedesloca, surgindo da categoria como navegao fluvial e navegao polar.</p> <p>Este Manual aborda, basicamente, a navegao martima de superfcie, adotando, desta</p> <p>forma, a seguinte definio:</p> <p>NAVEGAO A CINCIA E A ARTE DE CONDUZIR, COM SEGURANA, UM</p> <p>NAVIO (OU EMBARCAO) DE UM PONTO A OUTRO DA SUPERFCIE DA TERRA</p> <p>Sem dvida, a Navegao foi, inicialmente, quando o homem comeou a locomover-sesobre a gua em rsticas embarcaes, uma arte. Entretanto, logo elementos de cincia foramincorporados. Hoje, a Navegao conserva aspecto de ambos. uma cincia, pois envolve odesenvolvimento e utilizao de instrumentos de preciso (alguns extremamente complexos),mtodos, tcnicas, cartas, tbuas e almanaques. , tambm, uma arte, pois envolve o usoadequado dessas ferramentas sofisticadas e, principalmente, a interpretao das informaesobtidas. A maior parte do trabalho da Navegao feita com instrumentos de preciso e clculosmatemticos. Porm, aps a execuo das observaes e dos clculos, o naveganteexperimentado aplica sua medida de arte, quando interpreta os dados disponveis e resultados</p> <p>obtidos e afirma, indicando na Carta: esta a posio do navio.</p> <p>Para consecuo do propsito da navegao, necessrio obedecer seguinte seqncia bsica deatividades:</p> <p> Navegao costeira, estimada e em guas restritas2</p> <p> O problema geral da navegao</p> <p>Efetuar um estudo prvio, detalhado, da derrota que se deseja seguir, utilizando,principalmente, as CARTAS NUTICAS da rea em que se vai transitar e as PUBLICAESDE AUXLIO NAVEGAO (Roteiros, Lista de Faris, Lista de Auxlios-Rdio, Tbuas dasMars, Cartas-Piloto, Cartas de Correntes de Mars, etc.). Esta fase denomina-sePLANEJAMENTO DA DERROTA; e</p> <p>No mar, durante a EXECUO DA DERROTA, determinar a POSIO DO NAVIOsempre que necessrio, ou projet-la no futuro imediato, empregando tcnicas da NavegaoEstimada, a fim de se assegurar que o navio est, de fato, percorrendo a derrota planejada,com a velocidade de avano prevista e livre de quaisquer perigos navegao.</p> <p>Um sumrio das atividades a serem desenvolvidas na navegao apresentada na</p> <p>Figura 1.1.</p> <p>Figura 1-1</p> <p>SEQNCIA DE OPERAES NA NAVEGAO1. PLANEJAMENTO E TRAADO DA DERROTA (ESTUDO DA VIAGEM)</p> <p>SELEO DAS CARTAS NUTICAS, CARTAS PILOTO E PUBLICAES DESEGURANA NAVEGAO NECESSRIAS.</p> <p>VERIFICAR, PELOS AVISOS AOS NAVEGANTES, SE AS CARTAS E PUBLI-CAES ESTO ATUALIZADAS.</p> <p>ESTUDO DETALHADO DA REA EM QUE SE VAI NAVEGAR.</p> <p>TRAADO DA DERROTA NAS CARTAS GERAIS E DE GRANDE ESCALA.</p> <p>REGISTRO DE RUMOS, VELOCIDADES E ETAs.</p> <p>2. DETERMINAO DA POSIO DO NAVIO.</p> <p>3. PREVISO DA POSIO FUTURA DO NAVIO, UTILIZANDO TCNICAS DANAVEGAO ESTIMADA.</p> <p>4. NOVA DETERMINAO DA POSIO DO NAVIO.</p> <p>5. CONFRONTO DA POSIO DETERMINADA E DA POSIO ESTIMADA</p> <p>PARA UM MESMO INSTANTE, A FIM DE:</p> <p>a DETERMINAR OS ELEMENTOS DA CORRENTE.</p> <p>b CORRIGIR O RUMO E A VELOCIDADE, PARA SEGUIR A DERROTA</p> <p>PREVISTA, COM A VELOCIDADE DE AVANO ESTABELECIDA, COMPEN-SANDO A CORRENTE.</p> <p>6. REPETIO DAS OPERAES DE (2) A (5), COM A FREQNCIA NECESS-</p> <p>RIA SEGURANA DA NAVEGAO.</p> <p>Navegao costeira, estimada e em guas restritas 3</p> <p> O problema geral da navegao</p> <p>1.2 TIPOS E MTODOS DE NAVEGAO;PRECISO REQUERIDA E INTERVALODE TEMPO ENTRE POSIES</p> <p>Embora existam vrias outras classificaes, algumas at mesmo muito sofisticadas, tradicionalmente reconhecido que a navegao apresenta trs tipos principais, ou categoriasprimrias, de acordo com a distncia que se navega da costa ou do perigo mais prximo:</p> <p>NAVEGAO OCENICA: a navegao ao largo, em alto-mar, normalmente praticada amais de 50 milhas da costa.</p> <p>NAVEGAO COSTEIRA: como o prprio nome indica, a navegao praticada j maisprximo da costa, em distncias que, normalmente, variam entre 50 e 3 milhas da costa (ou doperigo mais prximo). Pode, tambm, ser definida como a navegao feita vista de terra, naqual o navegante utiliza acidentes naturais ou artificiais (pontas, cabos, ilhas, faris, torres,edificaes, etc.) para determinar a posio do navio no mar.</p> <p>NAVEGAO EM GUAS RESTRITAS: a navegao que se pratica em portos ou suasproximidades, em barras, baas, canais, rios, lagos, proximidades de perigos ou quaisqueroutras situaes em que a manobra do navio limitada pela estrita configurao da costa ouda topografia submarina. este, tambm, o tipo de navegao utilizado quando se navega adistncia da costa (ou do perigo mais prximo) menores que 3 milhas. o tipo de navegaoque maior preciso exige.</p> <p>O tipo de navegao praticado condiciona a preciso requerida para as posies e ointervalo de tempo entre posies determinadas. Embora no haja limites rgidos, os valoresapresentados na Figura 1.2 do uma idia dos requisitos de preciso e da freqncia mnima</p> <p>de determinao de posies para as trs categorias bsicas de navegao.</p> <p>Figura 1.2 Preciso requerida e intervalo de tempo entre posies</p> <p> Navegao costeira, estimada e em guas restritas4</p> <p> O problema geral da navegao</p> <p>Para conduzir qualquer um dos tipos de navegao, o navegante utiliza-se de um oumais mtodos para determinar a posio do navio e dirigir seus movimentos.</p> <p>Os principais MTODOS DE NAVEGAO so:</p> <p>NAVEGAO ASTRONMICA: em que o navegante determina sua posio atravs deobservaes dos astros.</p> <p>NAVEGAO VISUAL: em que o navegante determina sua posio atravs de observaesvisuais (marcaes, alinhamentos, ngulos horizontais ou verticais, etc.) de pontos de terracorretamente identificados e/ou de auxlios navegao de posies determinadas (condioessencial: os pontos de apoio e os auxlios navegao visados devem estar representados naCarta Nutica da regio).</p> <p>NAVEGAO ELETRNICA: em que o navegante determina sua posio atravs deinformaes eletrnicas (obtidas de Radar, Radiogonimetro, Omega, Decca, Loran, Satliteetc.).</p> <p>NAVEGAO ESTIMADA: mtodo aproximado de navegao, atravs do qual o naveganteexecuta a previso da posio futura do navio (ou embarcao), partindo de uma posioconhecida e obtendo a nova posio utilizando o rumo, a velocidade e o intervalo de tempo</p> <p>entre as posies.</p> <p>1.3 A FORMA DA TERRA; A ESFERA TERRESTRE</p> <p>Primeiramente o homem imaginou a Terra como uma superfcie plana, pois era assimque ele via. Com o correr dos tempos, descobriu-se que a Terra era aproximadamente esfrica.Na realidade, a superfcie que a Terra apresenta, com todas as suas irregularidades exteriores, o que se denomina SUPERFCIE TOPOGRFICA DA TERRA e no tem representaomatemtica.</p> <p>Tentando contornar o problema da falta de representao matemtica para a superfcieda Terra, concedeu-se o GEIDE, que seria o slido formado pela superfcie do nvel mdiodos mares, supondo-o recobrindo toda a Terra, prolongando-se atravs dos continentes (Figura</p> <p>1.3).</p> <p>Figura 1.3 Forma da Terra</p> <p>Navegao costeira, estimada e em guas restritas 5</p> <p> O problema geral da navegao</p> <p>O GEIDE, entretanto, ainda no uma superfcie geometricamente definida. Assim,medies geodsicas precisas, realizadas no sculo passado e no incio deste, estabeleceramcomo a superfcie terica que mais se aproxima da forma real da Terra, a do ELIPSIDE DEREVOLUO, que o slido gerado pela rotao de uma elpse em torno do eixo dos plos(Figura 1.4).</p> <p>Figura 1.4 Parmetros do Elipside Internacional de Referncia</p> <p>O ELIPSIDE INTERNACIONAL DE REFERNCIA tem os seguintes parmetros:</p> <p>RAIO EQUATORIAL (SEMI-EIXO MAIOR):</p> <p>a = 6.378.388,00 metros</p> <p>RAIO POLAR (SEMI-EIXO MENOR):</p> <p>b = 6.356.911,52 metros</p> <p>ACHATAMENTO:</p> <p>EXCENTRIDADE:</p> <p>Os parmetros de outros elipsides de referncia podem ser encontrados no Apndice C(Volume II).</p> <p>A diferena deste ELIPSIDE para uma SUPERFCIE ESFRICA , porm, muitopequena e, assim, a ESFERA adotada como SUPERFCIE TERICA DA TERRA nos clculosda navegao astronmica e em muitos outros trabalhos astronmicos.</p> <p> Navegao costeira, estimada e em guas restritas6</p> <p> O problema geral da navegao</p> <p>1.4 PRINCIPAIS LINHAS, PONTOS E PLANOS DO GLOBO TERRESTRE</p> <p>EIXO DA TERRA: a linha em torno da qual a Terra executa o seu movimento de rotao, deOeste para Leste (o que produz nos outros astros um MOVIMENTO APARENTE de Lestepara Oeste).</p> <p>PLOS: so pontos em que o eixo intercepta a superfcie terrestre. O PLO NORTE o quese situa na direo da Estrela Polar (a URSA MINORIS); o PLO SUL o oposto.</p> <p>Figura 1.5 Equador: crculo mximo a meio entre os plos</p> <p>PLANO EQUATORIAL: o planoperpendicular ao eixo de rotao da Terra eque contm o seu centro (Figura 1.5).</p> <p>EQUADOR DA TERRA: o crculo mximoresultante da interseo do plano equatorialcom a superfcie terrestre. O equador divide aTerra em dois hemisfricos, o HEMISFRIONORTE e o HEMISFRIO SUL.</p> <p>Figura 1.6 Crculo mximo e crculo menor</p> <p>CRCULO MXIMO: a linha que resultada interseo com a superfcie terrestre de umplano que contenha o CENTRO DA TERRA.</p> <p>CRCULO MENOR: a linha que resulta dainterseo com a superfcie terrestre de umplano que no contenha o CENTRO DATERRA (Figura 1.6).</p> <p>Figura 1.7 Paralelo ou paralelo de latitude</p> <p>PARALELOS: so crculos menores paralelosao Equador e, portanto, perpendiculares aoEixo da Terra. Seus raios so sempre menoresque o do Equador (Figura 1.7)</p> <p>Navegao costeira, estimada e em guas restritas 7</p> <p> O problema geral da navegao</p> <p>Entre os paralelos distinguem-se o TRPICO DE CNCER (paralelo de 23,5 de LatitudeNorte), o TRPICO DE CAPRICRNIO (paralelo de 23,5 Latitude Sul), o CRCULO POLARRTICO (paralelo de 66,5 de Latitude Norte) e o CRCULO POLAR ANTRTICO (paralelode 66,5 de Latitude Sul). Os paralelos materializam a direo E W.</p> <p>MERIDIANOS: so os crculos mximos que contm os plos da Terra (Figura 1.8). Osmeridianos marcam a direo N S.</p> <p>Figura 1.8 Meridianos</p> <p>1.5 A POSIO NA TERRA; SISTEMA DE COORDENADAS GEOGRFICAS</p> <p>Figura 1.9 Principais linhas, planos e pontos do globo terrestre: sistema decoordenadas geogrficas</p> <p>LATITUDE DE UM LUGAR (o smbolo a letra grega j): o arco de meridianocompreendido entre o Equador e o paralelodo lugar. Conta-se de 0 a 90 para o Nortee para o Sul do Equador.LONGITUDE DE UM LUGAR: (o smbolo a letra grega l): o arco do Equador, ou ongulo no Plo, compreendido entre oMERIDIANO DE GREENWICH e oMERIDIANO DO LUGAR. Conta-se de 0a 180, para Leste ou para Oeste deGreenwich.O MERIDIANO DE GREENWICH, queserve de referncia para contagem dasLongitudes, denominado PRIMEIRO</p> <p>MERIDIANO.</p> <p> Navegao costeira, estimada e em guas restritas8</p> <p> O problema geral da navegao</p> <p>DIFERENA DE LATITUDE ENTRE DOIS LUGARES (smbolo Dj): o arco de meridianocompreendido entre os paralelos que passam por esses lugares. Para se obter a DIFERENADE LATITUDE entre dois pontos deve-se subtrair ou somar os valores de suas Latitudes,conforme eles sejam, respectivamente, de mesmo nome ou de nomes contrrios. Assim, porexemplo, a DIFERENA DE LATITUDE entre o ponto A, situado sobre o paralelo de 30N, eo ponto B, situado sobre o paralelo de 45N, ser de 15. Ademais, costuma-se indicar, tambm,o SENTIDO da DIFERENA DE LATITUDE. Dessa forma, dir-se-ia que a Dj de A para B de 15N, ao passo que a Dj de B para A seria de 15S.LATITUDE MDIA ENTRE DOIS LUGARES (jm): a Latitude correspondente aoparalelo mdio entre os paralelos que passam pelos dois lugares. Seu valor obtido pelasemi-soma ou semi-diferena das Latitudes dos dois lugares, conforme estejam eles nomesmo hemisfrio ou em hemisfrios diferentes (neste caso, ter o mesmo nome que o valormaior). No exemplo anterior, a LATITUDE MDIA entre os pontos A (Latitude 30N) e B</p> <p>(Latitude 45N) jm = = 37 5N. A LATITUDE MDIA entre o ponto C (Latitude40N) e o ponto D (Latitude 12S) ser: jm = = 14NDIFERENA DE LONGITUDE ENTRE DOIS LUGARES (Dl): o arco do Equadorcompreendido entre os meridianos que passam por esses lugares. A obteno de seu valor semelhante da DIFERENA DE LATITUDE. Assim, por exemplo, a DIFERENA DELONGITUDE entre o ponto E (Longitude 045W) e o ponto F (Longitude 075W) ser de 30W(Dl entre F e E seria de 30E). A DIFERENA DE LONGITUDE entre G (Longitude 015W) eH (Longitude 010E) de 25E.</p> <p>1.6 DISTNCIAS NA SUPERFCIE DA TERRA;AMILHANUTICA (OU MILHA MARTIMA);LOXODROMIA E ORTODROMIA</p> <p>a. A MILHA NUTICADISTNCIA entre dois pontos na superfcie da Terra a separao espacial entre eles, expressapelo comprimento da linha que os une. Em navegao as DISTNCIAS so normalmentemedidas em MILHAS NUTICAS.</p> <p>MILHA NUTICA (ou MILHA MARTIMA) o comprimento do arco de meridiano quesubtende um ngulo de 1 minuto no centro da Terra. Mais resumidamente, pode-se definir aMILHA NUTICA como sendo o comprimento do arco de 1 de Latitude. Contudo, ocomprimento do arco de meridiano correspondente a um ngulo de 1 no centro da Terra varialigeiramente com o lugar, uma vez que a Terra no perfeitamente esfrica. Dado, porm, ointeresse de uma unidade de valor constante, fixou-se, por um Acordo Internacional (1929), ovalor da milha nutica em 1852 METROS, independentemente da Latitude do lugar. Poder-se-ia, ento, definir uma MILHA NUTICA como o comprimento do arco de um minuto demeridiano terrestre e dizer que seu valor de 1852 METROS.</p> <p>30N + 45N2</p> <p>40N + 12N2</p> <p>Navegao costeira, estimada e em guas restritas 9</p> <p> O problema geral da navegao</p> <p>Devido ao problema das deformaes em Latitude apresentadas nas CARTAS DEMERCATOR (Latitudes Crescidas), as distncias nestas cartas devem ser sempre medidas naescala das Latitudes (1 minuto de Latitude igual a uma milha).</p> <p>b. ORTODROMIA E LOXODROMIAFigura 1.10 Ortodromia (arco de crculo mximo)</p> <p>ORTODROMIA: qualquer segmento de umcrculo mximo da esfera terrestre. , assim,a menor distncia entre dois pontos nasuperfcie da Terra (Figura 1.10).</p> <p> LOXODROMIA OU LINHA DE RUMO: a linha que intercepta os vrios meridianossegundo um ngulo constante (Figura 1.11).</p> <p>Embora...</p>