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Livro ciência e a arte vol1

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18-Oct-2014
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Navegao costeira, estimada e em guas restritas 1 O problema geral da navegao O PROBLEMA GERALDA NAVEGAO 1.1 DEFINIO; FORMAS; SEQNCIA BSICA DAS ATIVIDADES 1 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. 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. Este Manual aborda, basicamente, a navegao martima de superfcie, adotando, desta forma, a seguinte definio: NAVEGAO A CINCIA E A ARTE DE CONDUZIR, COM SEGURANA, UM NAVIO (OU EMBARCAO) DE UM PONTO A OUTRO DA SUPERFCIE DA TERRA 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 obtidos e afirma, indicando na Carta: esta a posio do navio. Para consecuo do propsito da navegao, necessrio obedecer seguinte seqncia bsica deatividades: Navegao costeira, estimada e em guas restritas2 O problema geral da navegao 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 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. Um sumrio das atividades a serem desenvolvidas na navegao apresentada na Figura 1.1. Figura 1-1 SEQNCIA DE OPERAES NA NAVEGAO1. PLANEJAMENTO E TRAADO DA DERROTA (ESTUDO DA VIAGEM) SELEO DAS CARTAS NUTICAS, CARTAS PILOTO E PUBLICAES DESEGURANA NAVEGAO NECESSRIAS. VERIFICAR, PELOS AVISOS AOS NAVEGANTES, SE AS CARTAS E PUBLI-CAES ESTO ATUALIZADAS. ESTUDO DETALHADO DA REA EM QUE SE VAI NAVEGAR. TRAADO DA DERROTA NAS CARTAS GERAIS E DE GRANDE ESCALA. REGISTRO DE RUMOS, VELOCIDADES E ETAs. 2. DETERMINAO DA POSIO DO NAVIO. 3. PREVISO DA POSIO FUTURA DO NAVIO, UTILIZANDO TCNICAS DANAVEGAO ESTIMADA. 4. NOVA DETERMINAO DA POSIO DO NAVIO. 5. CONFRONTO DA POSIO DETERMINADA E DA POSIO ESTIMADA PARA UM MESMO INSTANTE, A FIM DE: a DETERMINAR OS ELEMENTOS DA CORRENTE. b CORRIGIR O RUMO E A VELOCIDADE, PARA SEGUIR A DERROTA PREVISTA, COM A VELOCIDADE DE AVANO ESTABELECIDA, COMPEN-SANDO A CORRENTE. 6. REPETIO DAS OPERAES DE (2) A (5), COM A FREQNCIA NECESS- RIA SEGURANA DA NAVEGAO. Navegao costeira, estimada e em guas restritas 3 O problema geral da navegao 1.2 TIPOS E MTODOS DE NAVEGAO;PRECISO REQUERIDA E INTERVALODE TEMPO ENTRE POSIES 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: NAVEGAO OCENICA: a navegao ao largo, em alto-mar, normalmente praticada amais de 50 milhas da costa. 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. 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. 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 de determinao de posies para as trs categorias bsicas de navegao. Figura 1.2 Preciso requerida e intervalo de tempo entre posies Navegao costeira, estimada e em guas restritas4 O problema geral da navegao 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. Os principais MTODOS DE NAVEGAO so: NAVEGAO ASTRONMICA: em que o navegante determina sua posio atravs deobservaes dos astros. 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). NAVEGAO ELETRNICA: em que o navegante determina sua posio atravs deinformaes eletrnicas (obtidas de Radar, Radiogonimetro, Omega, Decca, Loran, Satliteetc.). 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 entre as posies. 1.3 A FORMA DA TERRA; A ESFERA TERRESTRE 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. 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 1.3). Figura 1.3 Forma da Terra Navegao costeira, estimada e em guas restritas 5 O problema geral da navegao 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). Figura 1.4 Parmetros do Elipside Internacional de Referncia O ELIPSIDE INTERNACIONAL DE REFERNCIA tem os seguintes parmetros: RAIO EQUATORIAL (SEMI-EIXO MAIOR): a = 6.378.388,00 metros RAIO POLAR (SEMI-EIXO MENOR): b = 6.356.911,52 metros ACHATAMENTO: EXCENTRIDADE: Os parmetros de outros elipsides de referncia podem ser encontrados no Apndice C(Volume II). 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. Navegao costeira, estimada e em guas restritas6 O problema geral da navegao 1.4 PRINCIPAIS LINHAS, PONTOS E PLANOS DO GLOBO TERRESTRE 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). 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. Figura 1.5 Equador: crculo mximo a meio entre os plos PLANO EQUATORIAL: o planoperpendicular ao eixo de rotao da Terra eque contm o seu centro (Figura 1.5). 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. Figura 1.6 Crculo mximo e crculo menor CRCULO MXIMO: a linha que resultada interseo com a superfcie terrestre de umplano que contenha o CENTRO DA TERRA. CRCULO MENOR: a linha que resulta dainterseo com a superfcie terrestre de umplano que no contenha o CENTRO DATERRA (Figura 1.6). Figura 1.7 Paralelo ou paralelo de latitude PARALELOS: so crculos menores paralelosao Equador e, portanto, perpendiculares aoEixo da Terra. Seus raios so sempre menoresque o do Equador (Figura 1.7) Navegao costeira, estimada e em guas restritas 7 O problema geral da navegao 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. MERIDIANOS: so os crculos mximos que contm os plos da Terra (Figura 1.8). Osmeridianos marcam a direo N S. Figura 1.8 Meridianos 1.5 A POSIO NA TERRA; SISTEMA DE COORDENADAS GEOGRFICAS Figura 1.9 Principais linhas, planos e pontos do globo terrestre: sistema decoordenadas geogrficas 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 MERIDIANO. Navegao costeira, estimada e em guas restritas8 O problema geral da navegao 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 (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. 1.6 DISTNCIAS NA SUPERFCIE DA TERRA;AMILHANUTICA (OU MILHA MARTIMA);LOXODROMIA E ORTODROMIA 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. 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. 30N + 45N2 40N + 12N2 Navegao costeira, estimada e em guas restritas 9 O problema geral da navegao 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). b. ORTODROMIA E LOXODROMIAFigura 1.10 Ortodromia (arco de crculo mximo) ORTODROMIA: qualquer segmento de umcrculo mximo da esfera terrestre. , assim,a menor distncia entre dois pontos nasuperfcie da Terra (Figura 1.10). LOXODROMIA OU LINHA DE RUMO: a linha que intercepta os vrios meridianossegundo um ngulo constante (Figura 1.11). Embora...

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