1. Movimentos do Navio
Referência-chave: IMO Resolução MSC.137(76) — Padrões de Manobrabilidade. Modelos matemáticos de simuladores descrevem os movimentos do navio com 6 graus de liberdade (6DOF).
Translação (3 eixos)
- Surge (avanço/recuo): Movimento longitudinal — avante/ré
- Sway (abatimento lateral): Movimento transversal — BB/BE
- Heave (arfagem): Movimento vertical — sobe/desce
Rotação (3 eixos)
- Roll (balanço): Rotação ao redor do eixo longitudinal
- Pitch (caturro): Rotação ao redor do eixo transversal
- Yaw (guinada): Rotação ao redor do eixo vertical — mais importante nas manobras
Ponto de Rotação (Ponto-Pivô — PP)
- Navio parado com máquina avante: PP muito à vante da seção de meio-navio
- Navio ganhando velocidade: PP se move ligeiramente à ré
- Navio em razão de guinada constante: PP se estabiliza
- Rebocador à vante criando força transversal → PP se desloca à ré (maior braço de alavanca)
- Rebocador à popa: força transversal amplificada pelo grande braço de alavanca (mais eficiente para girar)
Momento de Guinada
- Força × braço de alavanca = momento de guinada
- Rebocador na popa gera maior momento que rebocador a bordo do navio
- Forças hidrodinâmicas de guinada atuam como resistência ao giro (momento anti-horário ou horário)
- Com navio parado: rebocador de proa e popa podem girar o navio em seu próprio eixo
Conceitos Fundamentais
Área de Guinada (IMO MSC.137)
- Diâmetro tático máximo: 5 × LOA
- Avanço máximo na manobra de parar: 15 × LOA
- Ângulo de deriva máximo: 20°
- Velocidade inicial nos testes: 10 nós
Distância de Parada (Stopping Distance)
- Máquina a toda ré — navio em 10 nós
- Exigência IMO: parar em distância ≤ 15 × LOA
- Águas rasas: distância aumenta (maior massa hidrodinâmica)
- Rebocador na popa com ação indireta: força de frenagem >2× BP
Abatimento e Deriva — Conceitos
Abatimento: Movimento de uma embarcação devido à ação de forças ambientais (vento, corrente, ondas) — ângulo formado entre o rumo e a proa.
Ângulo de deriva: Ângulo de ataque gerado no casco por forças de atuadores (propulsor, leme, impelidor). Em rebocadores, o ângulo de casco com a corrente da água é criticamente importante para a segurança (risco de girting).
Massa Hidrodinâmica Adicional: Massa de água arrastada junto ao casco quando o navio se movimenta lateralmente — pode somar-se ao deslocamento no momento de parada, exigindo mais force de rebocadores. Aumenta muito em águas rasas.
2. Hélice e Propulsão
FPP — Fixed Pitch Propeller (Passo Fixo)
- Pás soldadas ao cubo — ângulo imutável
- Reversão de força feita invertendo a rotação do motor
- Ré: força ≈ 40–60% da força avante
- Mais simples e robusto; usado em rebocadores convencionais básicos
- Desvantagem: maior diâmetro de giro quando dois FPP em binário
CPP — Controllable Pitch Propeller (Passo Variável)
- Pás giram ao redor de seus próprios eixos — variam o ângulo (passo)
- Motor mantém rotação constante — controle feito pelo passo
- Reversão instantânea sem parar o motor
- Melhor controle de empuxo — usado em rebocadores azimutais e VS
- Conceito semelhante ao Voith Schneider (variação de ângulo das pás)
Efeito de Pá (Transverse Thrust) — CRUCIAL para provas
- Hélice com rotação à direita (dextrogiro):
- Máquina avante: popa tende a ir para boreste (proa para BB)
- Máquina ré: popa tende a ir para bombordo (proa para BE)
- Efeito mais pronunciado em baixas velocidades (navio quase parado)
- Em navios com 2 hélices contragiratórias: efeitos se cancelam
- Aproveitado em manobras para girar o navio sem leme
Termos Técnicos da Hélice
| Termo | Definição | Impacto Operacional |
|---|---|---|
| Pitch (Passo) | Avanço teórico por volta completa da hélice | Define eficiência propulsiva |
| Slip (Deslizamento) | Diferença entre avanço teórico e real | Slip alto = perda de eficiência |
| Esteira (Wake) | Água que segue o navio pela fricção do casco | Propulsor trabalha em água de menor velocidade → ganho de empuxo |
| Sucção (Suction) | Redução de pressão a ré da hélice | Causa interação com rebocadores próximos à popa |
| Cavitação | Formação e colapso de bolhas de vapor nas pás | Erosão das pás; redução de empuxo; vibração; ruído |
| Tubulão (Kort Nozzle) | Tubo ao redor do propulsor | Ganho de até 30% na tração avante; reduz velocidade máxima |
Cavitação: Ocorre quando a pressão local cai abaixo da pressão de vapor da água. As bolhas implodem ao se moverem para zonas de maior pressão, causando erosão grave nas pás do propulsor. Em rebocadores com grande potência, a cavitação limita o empuxo máximo efetivo.
3. Leme
Forças no Leme
- Sustentação (Lift): Força perpendicular ao fluxo — governa o navio
- Arrasto (Drag): Força oposta ao fluxo — reduz velocidade
- Força de sustentação ∝ V² e ao ângulo de ataque (até ~35°)
- Acima de ~35°: estol — sustentação cai abruptamente
- Eficácia proporcional à velocidade do fluxo sobre o leme
Influência da Velocidade
- Navio parado: leme praticamente ineficaz sem máquina
- Máquina avante cria fluxo sobre o leme → governo possível mesmo em baixas velocidades
- Máquina ré: fluxo sobre leme invertido — governo muito reduzido
- Em navio parado: bow thruster ou rebocadores substituem o leme
Tipos de Leme — Rebocadores
- Leme compensado: Área parcial à vante do eixo de giro — reduz força necessária no leme; mais comum em rebocadores
- Leme semi-compensado: Menor compensação — mais estável mas exige mais esforço
- Leme suspenso (Spade Rudder): Sem suporte de quilha — maior eficiência; bom em reversão
- Leme tipo Flap (Towmaster/High-Lift): Perfil com rabo-de-peixe a ré; 30–40% mais sustentação que leme simples; usado em rebocadores para melhorar empuxo lateral
- Leme de flanco: Posicionado à vante do propulsor; melhora governo em máquina ré (especialmente 2 hélices)
Sistema Towmaster e Lemes de Alto Desempenho
O sistema Towmaster consiste em um grupo de lemes instalados à vante e à ré do tubulão. Lemes cruzados nas extremidades superior e inferior são instalados, e lemes de flanco ficam na parte anterior de cada tubulão. A ré do tubulão há normalmente 3 lemes e à vante 2 lemes. Os ângulos de leme atingem 60°. Proporciona:
- Melhor governo em qualquer condição
- Aumento de potência de empuxo lateral
- Maior eficiência em operações de assistência portuária
Leme com perfil de cunha ("rabo de peixe") a ré — desenvolve 30–40% mais sustentação que leme plano equivalente.
4. Forças Externas
Princípio-chave: As forças externas atuantes no navio (vento, corrente, ondas) são a base do cálculo de bollard pull necessário. A resultante dessas forças deve ser vencida pelo somatório dos rebocadores.
Vento
Fórmula da Força do Vento Lateral (Flat)
F_lat = 0,00008 × V² × A_lat
F_lat = força lateral do vento (ton-força)
V = velocidade do vento (m/s)
A_lat = área longitudinal (obras mortas) em m² ≈ Borda Livre × Lpp
Já inclui fator de segurança de 25%
| Tipo de Navio | Característica do Vento | Observação |
|---|---|---|
| Porta-contêineres (cheio) | Maior área vélica | Altura dos contêineres é somada à borda livre no cálculo |
| Navio em lastro (alto bordo) | Alta influência | Grande área de obras mortas; casco age como vela |
| Tanker carregado | Baixa influência | Pequena borda livre; grandes obras vivas resistem ao abatimento |
| Graneleiro carregado | Baixa influência | Maior calado → maior resistência lateral ao abatimento |
| Cruise Ship | Muito alta | Enorme superfície vélica lateral |
Corrente
Fórmula da Força da Corrente Lateral (Fcl) — OCIMF/Hensen
F_cl = 0,5 × C_fcl × ρ × V² × L_bp × T
F_cl = força lateral da corrente (ton-força)
C_fcl = coef. da corrente lateral (varia com folga sob quilha: 0,06 em águas fundas → 0,29 com folga de 10% do calado)
ρ = densidade da água (1,025 t/m³ em água salgada)
V = velocidade da corrente (m/s)
L_bp = comprimento entre perpendiculares (m)
T = calado (m)
Nota: Adicionar 25% de fator de segurança ao resultado
Atenção — Efeito da Profundidade na Corrente: Quando a folga sob a quilha cai de profundidades normais para apenas 10% do calado, a força da corrente pode ser multiplicada em até 5 vezes (C_fcl passa de ~0,06 para ~0,29). Impacto crítico nos cálculos de bollard pull em portos rasos.
Corrente × Vento — Comparação
- Corrente: mais previsível e uniforme — atua nas obras vivas
- Vento: mais variável — atua nas obras mortas
- Corrente é função do calado (atua mais em navios carregados)
- Vento é função da borda livre (atua mais em navios em lastro)
- Para terminais, preferir alinhamento longitudinal do berço com a corrente
Fórmula das Ondas — Hensen
F_ondas = 0,112 × L × H_s²
L = comprimento entre perpendiculares (m)
H_s = altura significativa das ondas (crista ao cavado, m)
Aplicável apenas a ondas formadas por ação local do vento.
Já inclui fator de segurança de 25%
Fórmula do Deslocamento (Japonesa)
BP mínimo pelo Deslocamento
Desl < 100.000 t → BP = Desl / 1000 toneladas-força
Desl ≥ 100.000 t → BP = 40 + (0,00001 × Desl × 60) tf
ATENÇÃO: O bollard pull calculado pelo deslocamento NÃO é somado às forças de vento, corrente e ondas. É apenas a tração mínima para movimentar o navio em condições ideais.
5. Águas Rasas e Confinadas
Squat — Aumento de Calado em Águas Rasas
- Navio em movimento: zona de pressão reduzida sob o casco
- Corpo do navio afunda levemente (squat)
- Proporcional ao quadrado da velocidade
- Maior em navios com alto coeficiente de bloco (Cb)
- Pode causar encalhe mesmo com folga aparentemente suficiente
- Fórmula de Barras: S = C_b × V² / 100 (metros)
Bank Effect (Efeito de Banco)
- Canal com paredes laterais: fluxo acelerado entre casco e margem mais próxima → pressão reduzida
- Navio é atraído para o banco mais próximo (sucção)
- Zona de alta pressão na proa → efeito "bow cushion" empurra a proa para o banco oposto
- Resultado: proa tende a afastar do banco, popa tende a se aproximar (guinada para o banco)
- Quanto maior a velocidade, maior o efeito
Efeitos Gerais das Águas Rasas
- Prejudica o governo do navio
- Reduz a velocidade de giro
- Aumenta o diâmetro tático e o avanço
- Aumenta o tempo e distância de parada
- Aumenta a força da corrente (C_fcl até 0,29)
- Exige bollard pull adicional para compensar a massa hidrodinâmica aumentada
Folga sob a quilha e corrente: Em testes, a força da corrente dobra quando a folga sob a quilha/calado passa de 1,6 para 0,2. A tendência atual de calados cada vez maiores torna a avaliação da corrente em águas rasas fundamental para calcular o dispositivo de reboque.
Interação Navio-Canal (Following Water e Bank Suction)
Em canal, dois efeitos simultâneos:
- Pressão a ré da proa: Zona de baixa pressão faz o navio ser "aspirado" para a margem mais próxima.
- "Following water" do canal: Água que flui na mesma direção do navio, na camada próxima ao fundo/paredes, cria um efeito de governo adicional — navio tende a se alinhar com o canal.
- Interação navio-rebocador: Velocidades de escoamento aumentadas pelo canal e pelo próprio casco do navio afetam drasticamente o desempenho do rebocador (efeito de interação).
6. Sistemas de Propulsão
Revolução no rebocador moderno: A propulsão azimutal e cicloidal substituiu o hélice de eixo fixo, permitindo ao rebocador produzir força em qualquer direção do azimute — eliminando a necessidade de leme para governo.
| Sistema | Princípio | Vantagens | Desvantagens | Uso Principal |
|---|---|---|---|---|
| Convencional (FPP/CPP fixo) |
Hélice + leme | Simples, robusto, manutenção fácil | Manob. limitada; força a ré ≈50%; risco de girting | Rebocadores antigos, baixa potência |
| Voith-Schneider (VS / Cicloidal) |
Discos com pás verticais giratórias | Omnidirecional; resposta instantânea; ideal para escort | Calado grande; casco reto/largo; ≈1,15 t/100bhp | Tratores de proa; escort |
| Azimutal (Z-drive) |
Hélice em nacele giratória 360° | Omnidirecional; menor calado que VS; versátil | Manutenção mais complexa; custo maior | Tratores, ASD, tratores-reversos |
| ASD (Azimuth Stern Drive) | 2 propulsores azimutais na popa | Flexível: opera como conv. ou trator reverso; bom offshore | Opção mais comum no Brasil | Versatilidade portuária e offshore |
| Bow/Stern Thruster | Propulsor em túnel transversal | Melhora manobrabilidade em baixas velocidades | Eficaz apenas a <2 nós; perda de 50% da eficiência a 2 nós | Complemento em navios e rebocadores |
Voith-Schneider (VS) em Detalhe
- Sistema de propulsão cicloidal: dois conjuntos de pás verticais fixados em discos horizontais
- Discos giram em velocidade constante; força controlada variando o ângulo das pás
- Dois comandos: volante (transversal) + duas alavancas (longitudinal)
- Necessita de skeg de grandes proporções a ré para estabilidade direcional
- Principal vantagem: velocidade de resposta altíssima — rotação do motor mantida constante
- Tração estática: ≈1,15 tf/100 bhp (inferior ao azimutal de passo fixo aberto: 1,3 tf/100 bhp)
- Grande calado — formato de fundo reto/largo dificulta operação em mar aberto
- VS tratores reversos: ideais para operações de escort (pás a ré, ponto de reboque na proa)
Comparativo de Tração por Propulsão
| Tipo de Propulsão | tf / 100 bhp | tf / 100 kW |
|---|---|---|
| Voith-Schneider (VS) | 1,15 | 1,55 |
| Hélice de passo fixo aberto | 1,30 | 1,80 |
| Azimutal em tubulão | ~1,25–1,35 | ~1,70–1,85 |
Bow Thruster e Stern Thruster — Limitações
- Eficácia do thruster é drasticamente reduzida com velocidade do navio
- A 2 nós de velocidade: eficiência reduzida em 50%
- A 4 nós: eficiência próxima a zero
- Navio com bow thruster pode dispensar 1 rebocador em atracação/desatracação — mas NÃO em serviço de escort
- Fórmula NORMAM-08: desconto = 2 × potência nominal dos thrusters / 100 tf
7. Tipos de Rebocadores Portuários
Classificação geral: Os rebocadores são nomeados de acordo com suas principais características — tipo de propulsão, localização dos propulsores e posição do ponto de aplicação da força (gato/guincho/cabeço).
| Tipo | Propulsão | Posição Prop. | Extremidade de Trabalho | BP típico (tf) | Característica Principal |
|---|---|---|---|---|---|
| Convencional 1 hélice |
FPP | Popa (fixo) | Popa (gato de escape) | 10–30 | Mais simples; força ré ≈50%; uso em locais calmos |
| Convencional 2 hélices |
FPP/CPP | Popa (fixo) | Popa | 20–50 | Melhor que 1 hélice; binário melhora manob.; ainda limitado |
| Trator VS | Voith-Schneider | Proa (cicloidal) | Popa (guincho de popa) | 30–65 | Omnidirecional; resposta rápida; ideal escort; grande calado |
| Trator Azimutal | Azimutal (2 prop.) | Proa | Popa | 30–80 | Similar ao VS; menor calado; mais econômico |
| Trator-Reverso Azimutal |
Azimutal | Popa | Proa (guincho de proa) | 35–80 | Opera de popa com cabo na popa do navio; gato popa próximo ao prop → não usa cabo de popa |
| ASD | Azimutal | Popa | Proa (guincho) ou Popa (gato) | 35–80 | Mais flexível: opera como convencional OU trator-reverso; opção mais comum no Brasil |
| Ship Docking Module (SDM) |
2 azimutais (popa + proa, lados opostos) | Proa + Popa | Todo o costado | 40+ | Boca >50% comprimento; push/pull em qualquer direção; 95% BP em qualquer ângulo |
| Rotor Tug | 3 azimutais (2 proa + 1 ré no lugar do skeg) | Proa (2) + Popa (1) | Versátil | 75+ | Novidade de maior sucesso; velocidade lateral até 6 nós; ideal para escort |
ASD vs. Trator-Reverso: A distinção fundamental está na posição do gato/guincho de popa em relação aos propulsores. No trator-reverso, o gato de popa fica muito próximo dos propulsores → inviabiliza cabo de popa em manobras. No ASD, o guincho de popa está mais à vante dos propulsores → permite cabo de popa, funcionando como convencional.
Resumo de Manobrabilidade por Tipo
Tratores (VS / Azimutal)
- Criados para operar com cabo na proa do navio
- Aproximam-se de popa (propulsores afastados do casco)
- Navegam de ré com mesma desenvoltura que avante
- Com cabo na proa do navio em velocidade: mais seguros que convencionais, porém menos eficientes (trator resiste mais pela posição do propulsor e skeg)
Tratores-Reversos / ASD
- Utilização clássica: cabo passado na popa do navio
- Proa é sempre a extremidade de trabalho
- Com cabo na popa do navio: excelente ação direta e indireta
- ASD: com cabo na proa do navio usando gato de popa → eficiência igual ao convencional (mesmos riscos)
- Forma do casco mais hidrodinâmica → vantagem em mar aberto
Convencional — Limitações
- Performance acima de 4 nós do navio: muito baixa
- Força a ré = 50% da força declarada (se não testada separadamente)
- Dificuldade de manter posição perpendicular com corrente ou seguimento do navio
- Risco de girting com cabo na popa do navio em velocidade
- Vantagem: custo menor; adequado para portos calmos
8. Métodos de Assistência
Com Cabo (Método Europeu / "Cabo Longo")
- Cabo sai da proa ou popa do navio pela buzina do centro
- Rebocador nas extremidades do navio → maior braço de alavanca
- Tração máxima quando cabo faz 90° com o eixo do navio
- Tempo de reação maior (rebocador precisa se reposicionar)
- Requer espaço para manobra do conjunto
No Costado (Método Americano / "Push-Pull")
- Rebocador no costado do navio — sem cabo longo
- Muda de "empurra" para "puxa" instantaneamente
- Menor braço de alavanca (longe das extremidades)
- Mais rápido; ideal para giro e controle de velocidade lateral
- Perda de 20% do BP (azimutais/cicloidais) por operar a bordo do navio com corrente de descarga
Métodos por Posição na Popa (Ação Direta e Indireta)
Ação Direta — O mais natural
- Rebocador puxa na direção desejada, prolongando o cabo
- Extremidade de trabalho no sentido em que se quer a força
- Utilizada em baixas velocidades do navio ou parado
- Com aumento de velocidade do navio, o rebocador leva mais tempo para se posicionar
- Método mais comum no cotidiano portuário
Ação Indireta — Apenas na popa do navio (velocidades >5 nós)
- Extremidade de trabalho na direção da força desejada
- Cabo fazendo aproximadamente 45° com a linha de centro do navio
- Casco do rebocador com ângulo de no máximo 30° em relação à água
- Força gerada pela pressão da água no casco → pode chegar a 2× o bollard pull quando velocidade alcança 10 nós
- Mais eficiente quanto maior o seguimento do navio
- Tratores azimutais e VS são mais eficientes neste método do que ASD
Ação Indireta Forçada — Velocidades moderadas (3–7 nós)
- Variação da indireta: combina pressão do casco + força de máquina do rebocador
- Rebocador abre o ângulo (como na indireta) e simultaneamente aciona a máquina
- Forças no cabo chegam a 2,5× o bollard pull (superiores à indireta pura)
- Velocidade entre 3 a 7 nós
- Usado em situações onde a indireta pura ainda não é eficiente, mas a direta também não
Arrasto Transverso — Frenagem de emergência em alta velocidade
- Propulsores azimutais direcionados transversalmente para fora
- Usada para quebrar seguimento a vante com cabo na popa do navio
- Quando velocidade reduz a menos de 4 nós: propulsores redirecionados progressivamente para avante
- Fabricantes: força no cabo >2× BP (prática: ≈1,5×)
- Aplicável em emergências sem sobrecarregar os motores
- Também chamado de "Modo de Arrasto Reverso" (Aquamaster)
Serviço de Escort
Escort — Rebocadores em Velocidade (>6 nós)
- Rebocador(es) com classificação escort acompanham o navio desde a entrada no canal
- Com cabo passado (modo ativo) ou sem (modo passivo)
- Acima de 6 nós: forças hidrodinâmicas do casco do rebocador superam a tração estática dos propulsores
- Rotor Tug e VS trator-reverso: os mais eficientes para escort
- VS trator: desempenho diminui rapidamente acima de 5–6 nós no modo de cabo longo
- Objetivo principal: prevenção de abalroamento/encalhe de navios-tanque em canais restritos
Posicionamento Ótimo para Giro com Rebocadores: Para girar o navio parado, os rebocadores nas posições proa a vante e popa a ré têm o maior braço de alavanca. Em giro com seguimento, o rebocador no bordo para qual se quer girar, posicionado à ré, aproveitará o maior braço de alavanca ao empurrar.
9. Segurança com Rebocadores
Girting (Embarcamento) — O Perigo Principal
- Ocorre quando o cabo de reboque forma ângulo crítico com o plano do convés do rebocador
- Navio com velocidade excessiva → cabo puxa o costado do rebocador → rebocador vira com o costado para baixo
- Especialmente perigoso para rebocadores convencionais com cabo na popa do navio em velocidade
- Risco aumenta quando o gato de desengate rápido não funciona (forças no cabo muito altas)
- Prevenção: gato radial de reboque (permite que cabo deslize para posição segura)
- Rebocadores com ponto de reboque radial ou sistema de cabo guia (gob rope) reduzem o risco
Tripping (Capotamento)
- Grande guinada indesejada de um rebocador quando trabalhando com cabo longo
- Rebocador venha a tocar o costado do navio em aproamento oposto
- Causas: velocidade excessiva do navio + ângulo de reboque inadequado + instabilidade do rebocador
- Diferença de girting: tripping é consequência de guinada súbita; girting é tombamento lateral pelo cabo
Tipos de Cabo — Wire vs. Hawser
| Característica | Cabo de Aço (Wire) | Cabo de Fibra (Hawser/Synthetic) |
|---|---|---|
| Elasticidade | Baixa (≈0,5% elongação) | Nylon: ≈20%; Poliéster: ≈15%; HMPE (Dyneema): ≈1% |
| Peso | Pesado (afunda) | Polipropileno: flutua; Dyneema: quase flutua; Nylon: afunda |
| Resistência dinâmica | Baixa — choque transferido diretamente | Nylon/Poliéster: amortece bem; HMPE: pouco amortecimento |
| Risco de chicoteada | Baixo (pouca energia armazenada) | Aramid/HMPE: muito alto — partem sem aviso; Nylon: moderado |
| Manejo | Difícil em grandes bitolas | Mais fácil — tripulações reduzidas |
| Escort tugs | Exigência adicional de desempenho | HMPE preferido para escort por leveza e resistência |
Segurança com cabos sintéticos de alta resistência (Dyneema/Spectra/HMPE): Estes cabos partem subitamente e sem aviso, diferentemente do cabo de aço. Sempre manter-se afastado de cabos sintéticos sob tração. Ao se aproximar, fazê-lo com extrema cautela.
Comprimento do Cabo de Reboque — Impacto na Manobra
Trabalhar com cabo mais curto tem três vantagens importantes:
- Menor tempo de reação dos rebocadores
- Menor largura da trajetória do navio
- Menor espaço necessário para a manobra do conjunto
Extremamente importante em áreas portuárias restritas. O comprimento de cabo é inversamente proporcional à rapidez de resposta do rebocador, mas diretamente proporcional ao risco de embarcamento (maior alavanca no cabo).
Desengate Rápido — Sistema Crítico
- O gato de desengate rápido é o último recurso para evitar girting/tripping
- Problema comum: forças no cabo muito altas impedem abertura do gato em emergência
- Guincho de reboque com sistema de desengate acionável do passadiço é mais seguro
- Guincho automático: paga cabo quando carga ultrapassa valor pré-ajustado
- Gato radial ou sistema equivalente: permite que o cabo deslize para posição menos perigosa
10. Bollard Pull — Cálculo e Número de Rebocadores
Regra de Ouro: Apenas 80% da tração estática declarada é efetivamente aplicável durante a manobra. Descontar mais 20% se o rebocador opera com corrente de descarga contra o casco do navio (método push-pull).
Fatores de Eficiência do Bollard Pull
| Situação | BP efetivo (%) |
|---|---|
| Convencional puxando a vante (método cabo longo) | 80% |
| Convencional puxando a vante (costado — descarga no navio) | 60% |
| Convencional puxando a ré (BP a ré não testado) | 50% |
| Convencional a ré (costado — descarga no navio) | 30% |
| Azimutal/cicloidal — método costado (push-pull) | 80% − 20% = 64–80% |
Número de Rebocadores — Padrão Internacional
| Deslocamento do Navio | Nº Rebocadores (padrão médio) | BP Total Típico |
|---|---|---|
| < 80.000 t | 2 ou 3 | Variável pelo porto |
| 80.000–200.000 t | 3 | 150–200 tf |
| > 200.000 t | 4 a 6 | 200–500+ tf |
Princípios sobre o Número
- Mínimo: 2 rebocadores (1 pode ser insuficiente)
- Máximo eficiente: 6 (acima disso, sobreposição de efeitos)
- Menos rebocadores mais potentes = mais eficiente e econômico
- Muitos rebocadores fracos = maior resiliência em caso de falha
- NORMAM-08: mínimos definidos por porte bruto do navio
Desconto por Bow/Stern Thruster
Desconto = 2 × Pot. nominal thrusters / 100 [tf]
- Navio com thruster: pode dispensar 1 rebocador em atracação
- Em escort: normalmente NÃO dispensa rebocadores
- Lemes especiais também podem dispensar 1 rebocador
- Manter ao menos 1 rebocador em stand-by é regra geral
Método Europeu vs. Método Americano — Pontos de Transição
Método Europeu (cabo longo):
- Rebocadores com cabo puxam o navio até distância menor que o comprimento do cabo
- Nesse ponto, rebocadores param e mudam de bordo
- Podem precisar de embarcações de apoio para passagem de cabos de amarração
- Com 2 rebocadores apenas: necessita embarcações de apoio
Método Americano (costado):
- Supera a dificuldade de transição do método europeu
- Mais ágil; rebocadores mudam de empurra para puxa sem reposicionamento
- Adicionar 20% de fator de segurança para azimutais no push-pull
11. Manobras Portuárias
Serviços dos Rebocadores no Porto
FASE 1Entrada no canal / Escort
FASE 2Aproximação à bacia de evolução
FASE 3Giro / Posicionamento
FASE 4Aproximação ao berço
FASE 5Atracação / Controle de velocidade
Controles Fundamentais na Atracação
- Controlar velocidade transversal em direção ao cais
- Compensar ventos e correntes durante aproximação
- Com navio parado: velocidade ao cais quase nula — rebocadores controlam velocidade lateral
- Posição dos rebocadores afeta o braço de alavanca disponível
- Rebocador de popa: melhor posição quando há problemas de governo no navio
Comunicação Prático ↔ Rebocador
- Sistema básico de ordens uniformizado é fundamental
- Mudanças de procedimento de comunicação → risco de equívocos
- Prático deve informar ao rebocador: tipo de manobra planejada, velocidade esperada, posição desejada
- Comandante do rebocador deve informar ao prático: capacidades do rebocador, qualquer problema
- Sinalização de apito: padrões portuários locais
Passagem do Cabo de Reboque — Pontos Críticos
- Propulsor do navio deve ser parado quando rebocador está passando cabo na popa ou próximo a ela
- Se o propulsor de passo variável precisar ser utilizado: ajustar para mínimo passo
- Acionamento repentino do propulsor enquanto rebocador está próximo = situação muito perigosa (escoamento atinge rebocador)
- Tripulação do navio deve guarnecer a proa em tempo hábil com retinidas adequadas e de comprimento apropriado
- Ao passar cabo na proa: rebocador aproxima-se com cautela perpendicular ao costado
Fundeio
Âncoras e Serviço de Fundeio
- Âncora pode ser usada como freio / ponto de pivô em manobra de atracação
- Spring lines, breast lines, head/stern lines — todas têm função específica no controle de posição
- Rebocador pode auxiliar no giro do navio fundeando por âncora (pivô)
- Áreas de ancoragem próximas às bacias de evolução: evitar conflito com navio em manobra
- Fundeio em duas âncoras: maior controle em correntes variáveis
Manobras com Gelo — Procedimentos Especiais
- Rebocadores com tubulões azimutais podem ter tubulões bloqueados pelo gelo (risco de parada)
- Rebocadores convencionais e sem tubulão preferidos em condições de gelo intenso
- Procedimento típico: espringue de proa + lançante de proa passados à vante; rebocador de popa com cabo longo afasta a popa do berço; segundo rebocador empurra a popa em direção ao berço
- Manobras com gelo levam muito mais tempo
- Quando girar o navio após desatracação: preparar área aberta no gelo antes da saída
Defensas dos Rebocadores
- Projetam tanto o navio quanto o rebocador de danos no contato
- Diminuem tendência do rebocador a deslizar pelo costado do navio ao empurrar em ângulo
- Tipos: borracha maciça, pneumáticas, espuma, lubrificadas com água (reduzem fricção)
- Pressão permissível no costado varia com tipo e tamanho do navio (ex.: navios de passageiros têm menor tolerância)
- Defensas "que não marcam" para navios com costados brancos/cinza
12. Ponto de Reboque, Skeg e Efeitos de Interação
O Triângulo das Três Forças
- Centro de empuxo do propulsor (T)
- Ponto de reboque (PT) — onde o cabo está conectado
- Centro lateral de pressão (CT) — resultante das forças hidrodinâmicas no casco
A posição relativa dessas três forças determina o desempenho do rebocador. Quanto menor a distância CT em relação à PT, melhor o desempenho no modo direto.
Localização do Ponto de Reboque
- Rebocadores tratores: ponto de reboque a ré → próximo ao CT → bom desempenho direto; em velocidade, cabo alinha o rebocador com o navio
- Rebocadores convencionais: ponto de reboque à popa → ponto fixo → depende do leme para governo
- Ponto de reboque muito à vante (trator): em velocidades altas, força de arrasto aumenta → rebocador pode se tornar incapaz de reagir adequadamente
Skeg — Extensão de Quilha
- Nos tratores VS/azimutais: grande skeg a ré é necessário para estabilidade de governo (compensa a localização dos propulsores a vante)
- Skeg dinâmico (escort): cria forças de sustentação hidrodinâmica quando o rebocador navega em ângulo — fundamental para o modo indireto
- Rotor Tug: terceiro propulsor azimutal no lugar do skeg — aumenta manobrabilidade e velocidade lateral
- Box keel: quilha retangular que se estende do skeg de ré até a proa — melhora estabilidade de rumo e fornece sustentação adicional ao navegar a ré (rebocadores escort ASD)
Efeitos de Interação Rebocador-Navio
Interações Críticas
- Interação propulsor-casco: Descarga do propulsor do rebocador atinge o casco do navio → redução de 20% no BP efetivo
- Atração entre cascos: Ao se aproximar pelo través da popa — zona de baixa pressão entre rebocador e navio atrai o rebocador para o casco (efeito Bernoulli)
- Onda de proa do navio: Pode lançar o rebocador a velocidade maior que sua capacidade máxima → risco de perda de controle
- Águas rasas/confinadas: Aumentam velocidade de escoamento → amplificam todos os efeitos de interação
- Esteira e sucção da popa: Variações de pressão ao redor da popa do navio criam momentos de guinada no rebocador que podem surpreender comandantes inexperientes
Regra de Ouro: A aproximação a contrabordo de uma embarcação parada ou em movimento deve sempre ser realizada com cautela e de forma controlada. Velocidade de aproximação inapropriada resulta em danos ao casco do navio e ao rebocador.