Resumo Ecossistemas Marinhos

Quando falamos sobre flutuabilidade de embarcações não podemos deixar de citar primeiramente a relação dessa com a densidade (distribuição de massa pelo volume ocupado) em forma de equação, descrevemos como:

Densidade = massa/volume

Essa relação nos leva a entender que quanto mais distribuída estiver a massa, ou seja, quanto maior for o seu volume, menos denso será o objeto e ele flutuará.

É primordialmente por conta da densidade que o navio flutua, pois boa parte do interior de qualquer barco é composta por ar (diferentemente de um cubo de aço, que é totalmente sólido por dentro), e a densidade média de um barco (resultante do conjunto aço + ar) é bem mais leve quando comparada à densidade média da água, fazendo com que uma parte muito pequena do barco realmente tenha de afundar antes de ter deslocado todo o seu peso.

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES e FORÇA DE EMPUXO

“Todo corpo imerso em um fluido sofre ação de uma força (empuxo) verticalmente para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo.”

Tal principio nos diz que mesmo flutuando, uma parte do navio tende a afundar. O peso da embarcação desloca certo volume de água e provoca uma reação em sentido contrário, essa reação (força) é chamada de empuxo. Quando o empuxo é maior do que o peso do objeto, esse objeto flutua e, quando é menor ele afunda.

Um líquido exerce um empuxo sobre um corpo flutuante porque a pressão na parte inferior do corpo é maior que a pressão na sua parte superior, sendo assim a força de empuxo só depende da diferença de pressões entre a face inferior e superior da embarcação, não dependendo da profundidade, portanto o valor do empuxo é igual ao peso do líquido deslocado. Esta pressão cresce com a profundidade do ponto abaixo da superfície da água, esta é medida pelo produto da profundidade (h) pelo peso especifico (p), (profundidade h abaixo do nível da água cujo peso específico é p). Podemos supor então, por exemplo, um orifício de 0,10 m² em um ponto da carena situado a cinco metros abaixo da superfície do mar; um metro cúbico da água do mar pesa 1.026 quilogramas. A pressão da água neste ponto será igual a 5 x 1.026 quilogramas por metro quadrado, e um tampão para aguentar o veio d'água naquele orifício deve exercer um esforço de:

5 x 1.026 x 1/10 = 513 quilograma

No caso de um corpo flutuante como é um navio, estas pressões, sendo normais à superfície imersa, agem em muitas direções; entretanto, cada uma pode ser decomposta em três componentes em ângulo reto, a primeira seria na horizontal na direção longitudinal do navio, a segunda na horizontal, na direção transversal do navio e a terceira na vertical. Estando o navio em repouso, as componentes horizontais equilibram-se entre si, pois não há movimento em qualquer direção horizontal.

         Os pesos parciais que compõem um navio têm uma força resultante simples que pode ser dado como o peso do navio; esta força é aplicada no centro de gravidade e age numa vertical para baixo. É o efeito combinado de todas as componentes verticais das pressões que se opõe ao peso do navio. Como falado anteriormente, o empuxo é a força resultante da soma de todas as componentes verticais das pressões exercidas pelo líquido na superfície imersa de um navio. Portanto, um navio em repouso é submetido à ação de duas forças verticais; o peso do navio, agindo verticalmente para baixo, e o empuxo, agindo verticalmente para cima. Como o navio não tem movimento para cima nem para baixo, conclui-se que o empuxo é igual ao peso do navio; como ele está em equilíbrio, os pontos de aplicação destas forças, isto é, o Centro de Gravidade e o Centro de Carena, estão situados na mesma vertical.

É por conta deste mesmo principio que quando uma parte da estrutura de uma embarcação se parte, e o espaço que antes era preenchido por ar começa a ser preenchido por água, esta tende a afundar, pois a densidade do navio começa aumentar.

Centro de gravidade de um navio (CG) – O centro de gravidade é importante para os cálculos de flutuabilidade e de estabilidade, porque o peso do navio pode ser considerado como uma força nele concentrada. Como, em um navio, os pesos são usualmente distribuídos por igual de um lado e do outro do plano diametral, o CG está, em geral, neste plano. Nos navios de forma usual, o centro de gravidade é o ponto de aplicação da resultante de todos os pesos de bordo, e a soma dos momentos de todos os pesos em relação a qualquer eixo que passe por ele é igual a zero. A posição do CG se altera com a distribuição de carga, nos tanques, nos porões, no convés etc.

Centro de carena, de empuxo ou de volume (CE) – É o centro de gravidade do volume da água deslocada e é o ponto de aplicação da força chamada empuxo. É contido no plano diametral, se o navio estiver aprumado; na direção longitudinal, o centro da carena está quase sempre posicionado abaixo do centro de gravidade do navio, pois há pesos que estão colocados acima da linha de flutuação, mas nenhuma parte do volume imerso poderá estar acima desta linha. A determinação da posição do centro de carena é de grande importância para a distribuição dos pesos a bordo, pois o CG do navio deve estar na vertical do CC e a uma distância para cima não muito grande; sem estes requisitos o navio não ficaria aprumado, nem teria o necessário equilíbrio estável.

Volume de carena é o volume de água deslocada

E estabilidade depende do Centro de Gravidade do navio e do centro de empuxo. A força peso é aplicada no centro de gravidade (CG), que é fixo e o empuxo é aplicado no centro de empuxo (CE), que é variável.

A posição do centro de gravidade (CG) não se altera em relação ao corpo. Já o centro de empuxo do navio (CE) muda de acordo com a forma do volume do líquido deslocado, já que está localizado no centro de gravidade do líquido deslocado.

O centro de gravidade (CG) pode também ser chamado de centro de massa já que estes são pontos coincidentes (Quando dois planos equivalem a um único plano, ou seja, quando compartilham todos os pontos). A diferença entre eles é que o centro de massa não depende da ação gravitacional, por ser uma propriedade inerente do corpo. Se este corpo estiver sujeito a um campo gravitacional homogêneo, o centro de massa coincidirá com o centro de gravidade.  

AZEHEB.Como os navios flutuam

Disponível em: https://azeheb.com.br/blog/como-os-navios-flutuam/?doing_wp_cron=1658723352.9367640018463134765625

https://www.marinha.mil.br/dpc/sites/www.marinha.mil.br.dpc/files/Cap2_2005.pdf

https://www.mundovestibular.com.br/articles/643/1/equilibrio-de-flutuacao/ 

http://www.redebim.dphdm.mar.mil.br/vinculos/00001a/00001a8a.pdf

DOC: https://docs.google.com/document/u/1/d/11aV23K7izDEedIzxEWyTj8Ir6_ZA2zSybpRqzxfZEQU/edit

Quando falamos de estabilidade, estamos falando basicamente da propriedade que tem o navio de retornar à sua posição inicial de equilíbrio, depois que alguma força perturbadora cessa fazendo com que o navio se afastasse da sua posição inicial. Podemos dar Como exemplo de forças perturbadoras, a ulagem (espaço vazio que falta para completar o tanque reservatório) que pode provocar balanços; um navio rebocador puxando o navio para um dos bordos; a movimentação de pesos por guindastes; paus de carga; entre outras.