OPERAÇÕES
NO
APOIO
PORTUÁRIO
MARCOS MACHADO DA SILVEIRA
OPERAÇÕES NO APOIO PORTUÁRIO
1ª edição
Niterói/RJ
Edição do Autor
©2017 Marcos Machado da Silveira
Direitos reservados ao Autor. Nenhuma parte deste livro pode ser reproduzida ou usada de qualquer forma
ou qualquer meio, eletrônico ou mecânico, sem a permissão por escrito do Autor.
Texto: Marcos Machado da Silveira
Projeto Gráfico e Capa: Marcos Machado da Silveira
Formatação e Diagramação: Marcos Machado da Silveira
Revisão: Cláudia Regina M. Baptista
Dados internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)
911492 Silveira, Marcos Machado da: Operações no Apoio Portuário. 1ª ed. –
Niterói/RJ: Edição do Autor, 2017. 88 p.; A4
ISBN: 978-85-911492-4-7 (PDF)
1. Operações no Apoio Portuário. I. Silveira, Marcos Machado da
(Brasil).
CDD 600
Marcos Machado da Silveira
Niterói/RJ
ÍNDICE
PREFÁCIO ... 5
CAPÍTULO 1 - GLOSSÁRIO ... 6
CAPÍTULO 2 - INTRODUÇÃO ... 10
2.1.
REBOCADOR CONVENCIONAL ... 11
2.2.
REBOCADOR TRATOR ... 19
2.3.
REBOCADOR AZIMUTAL PELA POPA (ASD)... 22
2.4.
REBOCADOR COMBINADO ... 23
2.5.
FROTAS COMBINADAS ... 23
2.6.
TRABALHANDO COM O REBOCADOR TRATOR NA PROA ... 24
2.7.
TRABALHANDO COM O REBOCADOR TRATOR NA POPA... 25
2.8.
TRABALHANDO COM O REBOCADOR ASD NA PROA ... 26
2.9.
TRABALHANDO COM O REBOCADOR ASD NA POPA ... 27
2.10.
REBOCADOR ESCOTEIRO EM CANAL ... 28
2.11.
REBOCADORES A CONTRABORDO ... 32
2.12.
BOLLARD PULL x FORÇA DO VENTO ... 34
CAPÍTULO 3 - MANOBRAS COM REBOCADORES ASD ... 40
3.1.
DESLOCAMENTO LATERAL DE UM REBOCADOR CONVENCIONAL ... 40
3.2.
DESLOCAMENTO LATERAL DE UM REBOCADOR ASD... 41
3.3.
EVOLUÇÃO DA PRÁTICA (A BORDO OU EM SIMULADOR) ... 43
3.4.
APLICAÇÃO NO MUNDO REAL ... 43
CAPÍTULO 4 - DO CONVENCIONAL AO TRATOR ... 45
4.1.
EFICÁCIA DA POSIÇÃO DOS REBOCADORES ... 47
4.2.
COMPARAÇÃO ENTRE TRAÇÕES ... 48
4.3.
ATRACAÇÃO / DESATRACAÇÃO ... 48
4.4.
ÂNGULOS NA LINHA DE REBOQUE ... 49
4.5.
MUDANDO POSIÇÕES ... 50
4.6.
REBOCADORES TRATOR EM CANAIS ESTREITOS ... 50
4.7.
BERÇOS ESTREITOS ... 51
4.8.
REDUZINDO A VELOCIDADE DO NAVIO... 51
CAPÍTULO 5 - TRATORES E ASD ... 53
5.1.
VOITH SCHNEIDER ... 53
5.2.
Z-DRIVE ... 56
5.3.
Z-TECH ... 57
CAPÍTULO 6 - TESTE, INSPEÇÃO E MANUTENÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE REBOQUE ... 60
6.1.
ITENS A SEREM VERIFICADOS ANTES E APÓS O REBOQUE ... 60
6.2.
PREPAROS ANTES DO INÍCIO DAS OPERAÇÕES DE REBOQUE ... 61
6.3.
SEGURANÇA DA TRIPULAÇÃO DURANTE AS OPERAÇÕES DE REBOQUE ... 63
6.4.
REBOQUE DE BALSAS ... 65
6.5.
NAVEGAÇÃO E MANOBRA DO REBOQUE ... 67
BIBLIOGRAFIA ... 70
ANEXO A - ORDENS PADRONIZADAS PARA REBOCADORES (EUA) ... 71
ANEXO B - GOVERNANDO COM O SISTEMA AQUAMASTER (AQUAPILOT) ... 76
ANEXO C - ENGRENAGEM DE REBOQUE PARA APOIO PORTUÁRIO (EXEMPLO) ... 78
ANEXO D - EXTRATO DA CONVENÇÃO DO TRABALHO MARÍTIMO DA OIT (2006) ... 79
ANEXO E - FORÇA DE TRAÇÃO ESTÁTICA (BOLLARD PULL) E SWL ... 82
ANEXO F - A HISTÓRIA DA FIBRA DE ALTA PERFORMANCE DA DSM, A DYNEEMA ... 85
PREFÁCIO
Quando os navios são assistidos por rebocadores, a experiência, o trabalho em equipe, a comunicação e as considerações sobre as capacidades e os limites dos navios e dos rebocadores que os atendem são essenciais para uma manobra segura e eficiente. Isto se aplica ao comandante e tripulação do rebocador bem como ao comandante do navio e ao prático, principalmente nos dias de hoje, em que os rebocadores convencionais estão sendo substituídos por tipos mais modernos, com máquinas mais potentes e maior capacidade de manobra. Estaleiros de renome constroem bons rebocadores e os projetistas podem prever quão bom será o desempenho. Entretanto, eles não os manobram e não possuem experiência na assistência exigida: em um rio, canal ou proximidades do porto ou em águas abrigadas, nas tempestades ou com fortes correntes ou no meio de uma noite com nevoeiro. Nem mesmo durante uma calmaria. Estas são situações e condições nas quais os Práticos e os Mestres dos rebocadores devem manobrar os navios. Por isso é essencial que eles conheçam o que pode ser exigido de um rebocador em qualquer circunstância. Somente quando esses profissionais estiverem plenamente cientes das capacidades e limitações dos diversos tipos de rebocadores, incluindo os efeitos no navio assistido, eles serão capazes de utilizar os rebocadores da maneira mais segura e eficiente e em harmonia com os dispositivos de manobra do navio. Uma boa visão do desempenho operacional dos diferentes tipos de rebocadores durante as manobras de assistência aos navios é também de suma importância para as empresas de rebocadores. Isto permite que eles determinem qual tipo de rebocador proverá o melhor serviço para o porto, em relação à situação local, condições ambientais e aos navios que visitam o porto.
O aumento do uso da simulação para a pesquisa e o treinamento requer um profundo conhecimento das capacidades e limitações do rebocador, além das informações necessárias para a geração do seu modelo matemático. Só assim poderão ser alcançados resultados que se apliquem com segurança à prática diária e que constituam uma contribuição para a segurança da navegação.
Há uma tendência para a construção e emprego de rebocadores mais potentes e de navios maiores e com maior capacidade de manobra. Isto leva à redução do número de rebocadores usados para auxiliar estes navios, fazendo com que a função do rebocador portuário seja cada vez mais crucial para a segurança da manobra.
Existem muitas razões, entretanto, sobre a utilidade de um manual a respeito da assistência de rebocadores. O objetivo deste livro é melhorar o conhecimento prático sobre os rebocadores portuários e seus diferentes tipos, e proporcionar uma melhor visão sobre suas capacidades e limitações.
Nem todos os aspectos da manobra de navios com rebocadores são apresentados em detalhes neste livro. Este trabalho deverá ser visto como um guia básico para o leitor, enquanto encoraja um maior conhecimento ao mesmo tempo. As referências apresentadas no final do livro podem ser úteis.
O mundo da rebocagem muda rapidamente, apesar dos princípios básicos para os rebocadores e suas operações não mudarem muito.
O Autor Rio de Janeiro, abril de 2017.
CAPÍTULO 1 - GLOSSÁRIO
Fig. 1: Rebocador ASD (82,5 tte/76,1 tte) apoiando atracação
Altura Significativa da Onda: A altura aproximada da onda como vista por um observador experiente quando estimando visualmente a altura da onda. BHP: "Brake Horse Power": potência fornecida pelo motor.
BP: "Bollard Pull". Força de Tração Estática, que neste manual é expressa em toneladas, igual a 1.000 kgf (9,80665 kN).
Cabo Amortecedor: A parte da linha de reboque compreendida entre o cabo de reboque e o pendente, a qual absorve as forças dinâmicas na linha de reboque. Normalmente confeccionado de nylon, poliéster ou a combinação de poliéster e polipropileno.
Cabo de Reboque: Um cabo flexível usado para rebocar.
Cabo Guia, Linha Guia: Um cabo de fibra ou aço usado em rebocadores convencionais para mudar o ponto de aplicação do esforço do reboque. Coca: Seio ou torcida de um fio (arame) no cabo que o torna
impróprio para uso.
Costado Projetado: Uma seção fortemente reforçada no costado de um rebocador, começando, ou imediatamente abaixo da linha d'água, que resulta em um aumento substancial da área do convés e da reserva de flutuabilidade sem aumento da boca na linha d'água.
Densidade da Água: 1.025 kg/m3 ou 1,025 g/cm3 (quando usada). Densidade do Ar: 1,28 kg/m3 (quando usada).
Emborcamento: Risco de emborcar, especialmente por rebocadores convencionais, devido a altas forças na linha de reboque em ambos os bordos. Também conhecido como capotagem, rolagem e virada.
Estabilidade de Rumo e Estabilidade Direcional:
A estabilidade de rumo é também chamada de estabilidade dinâmica, estabilidade em rota ou estabilidade em rota dinâmica. Isto é a propriedade de um navio (incluindo o rebocador) que, quando perturbado, amortece os movimentos estranhos criados pela perturbação, reduzindo-os progressivamente até zero. A estabilidade de rumo não pode ser confundida com a estabilidade direcional, que é a habilidade do navio de seguir em determinada direção, por exemplo, por meio de um sistema de governo automático. Um navio que navega sobre um rumo selecionado possui estabilidade direcional, mas pode ter rumo instável, o que resulta em frequentes ações do leme para manter o navio no seu rumo.
F(P)SO: Floating (Production) Storage and Offloading Unit. Unidade Flutuante de (Produção) Armazenagem e Descarga.
HMPE: Fibra de "High-Modulus PolyEthylene" ou Polietileno de Alto Peso Molecular, fabricada sob as marcas Spectra ou Dyneema, usada para cabos de alto desempenho.
IMO: "International Maritime Organization". Organização Marítima Internacional.
Lbp: "Length between perpendiculars". Comprimento entre perpendiculares.
Loa: "Length overall". Comprimento total.
LWL: "Length at Waterline". Comprimento na linha d'água.
MBL: "Minimum Breaking Load". Carga de Ruptura Mínima (de um cabo).
MCR: "Maximum Continuous Rating". Potência Máxima Contínua (do motor do rebocador).
Mensageiro: Um cabo leve amarrado ao cabo de reboque a fim de facilitar seu envio para o navio.
Métodos de Assistência: Termo usado para descrever a forma como o rebocador portuário assiste os navios.
A Contrabordo: Um rebocador amarrado a contrabordo de um navio com pelo menos três cabos de amarração: o lançante, o espringue e o través pela popa.
Puxa-Empurra: Um rebocador com cabo passado de modo que ele possa puxar e empurrar no costado do navio assistido. Dependendo do tipo de rebocador, sua localização e da assistência necessária, ele pode estar amarrado com um, dois ou três cabos.
Com Cabo Passado: Um rebocador assistindo um navio com o cabo de reboque passado para o navio, estando este teso ou solecado.
MG: Altura metacêntrica inicial.
Navegação Livre: Um rebocador navegando com independência.
Navio de Rumo Estável: Com uma posição constante dos sistemas de governo (lemes, propulsores, etc.), um navio é definido como sendo de rumo estável se, após experimentar uma leve perturbação, ele reiniciará a manobra original sem o uso de qualquer meio de governo. A estabilidade de rumo em uma derrota reto, sem variações, com o leme em uma posição de equilíbrio, é apenas considerada na maioria das vezes. Uma guinada iniciada por uma rápida perturbação de um navio de rumo estável, então não prosseguirá. No entanto, após a perturbação desaparecer, o rumo atual do navio será geralmente alterado. Um navio de rumo estável necessita de ângulos de leme relativamente maiores para a alteração de rumo. Esse tipo de navio possui uma boa habilidade para controle da guinada.
Navio de Rumo Instável: Um navio é definido como sendo de rumo instável se, após ele ser perturbado, ele inicia imediatamente uma guinada. A mudança de rumo, com relativas altas taxas de guinada, pode ser obtida com ângulos de leme relativamente pequenos. Esse tipo de navio possui uma habilidade para controle da guinada muito ruim.
Navio Morto: Um navio que não pode usar a sua própria propulsão.
OCIMF: "Oil Companies International Marine Forum". Fórum Marítimo Internacional das Companhias Petrolíferas.
Pendente: Um pedaço da extremidade de um cabo de reboque normalmente utilizado a bordo de um navio assistido, em seus cabeços. O pendente também pode ter construção diferente da do cabo de reboque.
PIANC: "Permanent International Association of Navigation Congresses". Associação Internacional Permanente dos Congressos de Navegação.
Polietileno UHMW: UHMW PE
"Ultra High Molecular Weight". Cabo de polietileno de Peso Molecular Ultra Alto. Material usado para defensas de atracação de rebocadores em locais onde é exigido um baixo coeficiente de fricção.
Ponto de Reboque: Ponto de aplicação da força da linha de reboque. É o ponto de onde parte a linha de reboque direta até o navio assistido. Proa-a-Proa: A manobra de posicionamento do rebocador sob a proa do
navio com deslocamento. Normalmente não é realizada por rebocadores com propulsão convencional.
Propulsão: Meio para provocar o deslocamento do casco da embarcação na água.
Propulsores Azimutais: Propulsores governáveis em 360º, que podem desenvolver a propulsão em qualquer direção. Também denominados "Z pellers", "Rexpellers", Duckpellers" (propulsores azimutais em tubulão).
CPP: "Controllable Pitch Propeller(s)". Hélice(s) de Passo Controlável.
FPP: "Fixed Pitch Propeller(s)". Hélice(s) de Passo Fixo.
VS: Propulsão Voith Schneider: sistema de propulsão com pás de propulsão verticais, também chamado de sistema de propulsão cicloidal.
PRT: "Prevention and Response Tug". Rebocador de Resposta e Prevenção.
Quilha Caixa: Uma estrutura de quilha fechada que corre do skeg de ré (se instalado) até um ponto próximo da roda de proa de um rebocador. Uma quilha caixa é algumas vezes instalada em rebocadores ASD escoteiros para proporcionar uma maior estabilidade de rumo a ré e forças de içamento adicionais, resultando em maiores forças de reboque, quando operando como rebocador de popa no modo de reboque indireto. Além disso, uma quilha caixa proporciona um reforço adicional para o casco e melhora a distribuição dos esforços quando o rebocador está em um dique seco.
Rebocador ASD Rebocador com propulsão azimutal na popa.
Rebocador Escoteiro: Rebocador construído especificamente para a escolta em altas velocidades.
Rebocador Escoltando: Qualquer tipo de rebocador escoltando um navio com seguimento.
Rebocador-VS: Rebocador com propulsão Voith Schneider.
Resistência de Gancho: Resistência provocada pela retenção de fios/arames de um cabo quando ele desliza sobre uma superfície, tal como um convés ou através de uma guia/buzina (fairlead). Um gancho é uma coca no fio/arame.
SHP: "Shaft Horse Power": potência entregue no eixo propulsor (aproximadamente 97% do BHP).
SPM: "Single Point Mooring". Amarração em Ponto Único.
tte: A unidade utilizada neste manual para a força, por exemplo a força de tração estática (bollard pull), igual a 1.000 kgf.
Tubo-Kort: Tubulão ao redor do propulsor para melhorar o desempenho do hélice. O tubulão pode ser fixo ou governável.
CAPÍTULO 2 - INTRODUÇÃO
Em todos os portos, terminais, instalações em alto-mar e vias navegáveis ao redor do mundo, são realizadas uma grande variedade de operações marítimas, cada uma com suas próprias práticas relativas ao emprego de rebocadores. Elas serão desenvolvidas como resultado de uma demanda operacional específica que poderá ter sido influenciada por algum ou todos os fatores a seguir:
Tipo do navio assistido;
Quantidade de navios a serem assistidos; Condições ambientais;
Limitações à navegação;
Potência e tipo de rebocadores disponíveis; Considerações comerciais;
Histórico inerente ou práticas tradicionais; Níveis de experiência do pessoal envolvido.
Fig. 2: Rebocador ASD no modo Puxa-Empurra
Levando-se em conta a variedade de operações, torna-se extremamente difícil o desenvolvimento de material didático detalhado para as operações com rebocadores. Em alguns casos, esse material pode entrar em conflito com os métodos de trabalho específicos, os quais são prioritários.
Com esses pontos de vista em mente, este manual tem o objetivo de apenas servir como base para ajudar tanto o pessoal do navio, incluindo o prático, como o pessoal do rebocador no desenvolvimento ou no reforço de suas próprias ideias e experiências utilizando rebocadores. Para obter uma visão ampla sobre o uso de rebocadores, é importante estar primeiramente
ciente dos tipos de rebocadores normalmente disponíveis e, em particular, seus pontos fortes ou fracos. Para isso, é melhor agrupar os muitos tipos diferentes de rebocadores de acordo com seus métodos de trabalho, gerando então as seguintes categorias gerais:
Rebocadores convencionais; Tratores marítimos;
Rebocadores ASD (Azimuth Stern Drive).
2.1. REBOCADOR CONVENCIONAL
O rebocador convencional, ou tradicional, foi muitas décadas o cavalo de trabalho da indústria marítima, sendo ainda muito empregado, possui duas características de projeto que, devido aos padrões modernos, podem limitar sua eficiência. São elas:
A unidade de propulsão tradicional; e A posição do gato de reboque.
A unidade de propulsão é normalmente um único hélice de passo direito ou esquerdo, com uma configuração de leme padrão, tal como diversos navios ao redor do mundo. Para aumentar a força de tração estática (Bollard Pull), mantendo a unidade de potência instalada, o propulsor pode ser posicionado em um tubulão fixo ou giratório, alguns com hélice de passo controlável e alguns com hélices gêmeos. Embora possam ser econômicos, potentes, ter uma boa navegabilidade e terem sido testados durante muitos anos, eles podem, contudo, de acordo com os padrões modernos, estarem restringidos por sua manobrabilidade muito básica.
Fig. 3: Rebocador convencional de hélice aberto simples
Isto significa que o rebocador convencional, se solicitado a manobrar pelo prático, deve ser lento e algumas vezes limitado na sua capacidade de reposicionamento rápido. O mestre do rebocador deve ser também muito cuidadoso para evitar situações difíceis em que o rebocador pode ficar preso e incapacitado de manobrar livremente para uma posição mais segura, se isto estiver além das suas capacidades de manobra.
Como a maioria das embarcações tradicionais, a propulsão está localizada na popa, e isto dita a posição de projeto do gato de reboque. Quando um rebocador está com seguimento, como uma embarcação normal, sem nenhum cabo conectado, ou quando está com seguimento e rebocando, mas o cabo está brando, o ponto pivô estará aproximadamente a 1/3 do comprimento do rebocador a partir da proa e o rebocador deverá manobrar como qualquer outra embarcação convencional.
Fig. 4a: Sem cabo guia Fig. 4b: Com cabo-guia
Quando um rebocador está conectado (ver Figura 4a) e o cabo fica teso, é provável que o ponto pivô (P) se desloque para cima da posição do gato de reboque, que normalmente estará o mais a vante quanto o projeto permitir e o mais próximo do meio-navio (linha de centro) quanto possível. Embora a distância entre o ponto pivô (P) e a tração (T) seja então reduzida, ela ainda é substancial e o rebocador mantém um bom momento de guinada (PT) e um bom grau de manobrabilidade na condição de reboque.
Se houver alguma tentativa de prender o reboque com um cabo guia, na popa ou em uma região próxima dela (ver Figura 4b), isso resultará na perda ou em uma grande redução do momento de guinada (PT), o que provocará em uma grande perda de manobrabilidade. O gato de reboque tem que ser então posicionado o mais a vante possível da unidade de propulsão, permitindo assim a liberdade de movimento do rebocador com a linha de reboque.
Esta combinação de gato de reboque a meio-navio e manobrabilidade limitada, possui a tendência de colocar um rebocador convencional em risco quando da interação ou emborcamento.
Já em 1950, um fabricante de rebocador, líder em sua época, realizou uma pesquisa sobre um grande número de acidentes com rebocadores, todos envolvendo a perda de vida humana. A causa mais comum dos acidentes era a "interação hidrodinâmica". Como o tamanho dos navios cresceu muito mais do que o tamanho dos rebocadores, o risco deste fenômeno invisível ficou muito maior.
Em termos simples, um navio com seguimento através da massa de água gera zonas de diferentes pressões ao seu redor. Isto resulta em pressão positiva a vante do seu ponto pivô, estendendo para fora do navio, enquanto uma zona de baixa pressão, ou área de sucção, existe envolvendo todo o casco submerso do ponto pivô até o hélice. Próximo ao hélice, a área de sucção é ampliada pelo fluxo de água na direção da abertura do hélice quando a máquina está no sentido adiante e, pode ser também percebido a qualquer momento quando os hélices de passo controlável estão acoplados.
Deve-se lembrar que os esforços destas zonas de interação e a distância para a qual elas se expandem para fora do navio podem aumentar consideravelmente, não apenas com um pequeno aumento da velocidade do navio, mas também se o navio passa por águas rasas e as zonas de pressão são restringidas. Quando um rebocador está trabalhando sua movimentação
P T
P T
na direção da proa do navio, ele pode passar através de uma ou mais dessas importantes áreas (ver Figura 5a) e experimentar características adversas de manobra.
Fig. 5a: Na proa
Em relação à Figura 5a (acima), na posição 1, por exemplo, e em todo o costado do navio, se o rebocador tiver permissão de chegar muito próximo, ele deverá, independentemente dos esforços para prevenir, ser sugado para cima do navio. Isto deve ocorrer mais facilmente com ventos fortes, quando um rebocador estiver a sotavento de um grande navio derivando para cima dele. Uma vez a contrabordo, pode ser extremamente difícil se afastar novamente, a menos que a velocidade do navio seja substancialmente reduzida e consequentemente minimizando a força da área de sucção. Para um mestre de rebocador menos atencioso, isto pode ser o início de uma cadeia de dificuldades para manobrar, as quais podem se acumular e culminar em um desastre.
Na posição 2, o rebocador está novamente trabalhando próximo do costado do navio e passando através de uma área com pressões e zonas de sucção diferentes. A força positiva empurra a proa do rebocador para fora do navio, enquanto a outra força está puxando a popa para cima do navio. Este binário de forças provocará uma guinada acentuada para longe do navio, o que exigirá um uso rápido do leme e da potência para corrigi-la.
Quando se trabalha sob a proa, na posição 3, o rebocador pode ter que correr ligeiramente à frente da zona de pressão da proa do navio e, consequentemente, encontrar uma força positiva muito forte sendo exercida na popa e no leme. Isso criará um efeito semelhante ao de se colocar todo o leme para a proa do navio e o rebocador poderá rapidamente cruzar seu próprio caminho. Uma rápida ordem do leme para o bordo oposto e da potência serão imediatamente necessários, mas mesmo assim pode ser ineficaz contra uma força que pode ser muito forte. Se a velocidade do navio é muito alta e as forças de interação são consequentemente severas, ou se o mestre do rebocador falha em manter o controle, o rebocador pode se encontrar na posição 4 com uma velocidade alarmante e fatal. As consequências podem ser conveses alagados e avarias sérias por causa do abalroamento, particularmente por causa do contato da área submersa com a proa bulbosa do navio, com a possibilidade de emborcamento e perda de vidas humanas. Uma perda súbita e catastrófica de estabilidade é a causa mais provável de emborcamento e isso pode ocorrer mesmo com um abalroamento muito leve. Os rebocadores, deve-se notar, emborcam e alagam extremamente rápido, proporcionando então muito pouco tempo para a tripulação escapar!
1
+
+
-
-
-
-
-
+ +
P 2 3 4+
+
+
+
-
-
-
-
-
Fig. 5b: Na popa
Quando um rebocador se aproxima do navio a ser assistido para passar o cabo de reboque ele também deve sentir os efeitos da interação hidrodinâmica e também pode, tal como o rebocador a vante, experimentar algumas dificuldades para manobrar. Isto será particularmente evidente se a velocidade do navio não tiver sido adequadamente reduzida. As forças de interação resultantes podem ser muito fortes, causando uma sucção vigorosa, ou uma área de baixa pressão, ao redor do casco do navio (ver Figura 5b). Isto é agravado pelo mais óbvio e amplamente reconhecido risco que está associado ao trabalho sob a popa, nas proximidades do hélice do navio.
Quando um rebocador realiza sua aproximação e está, por exemplo, na posição 1, ele será influenciado por esta sucção e poderá começar a se mover para cima da popa do navio. Como esta pode ser uma área de baixa pressão, o rebocador terá menor resistência da água ao deslocamento adiante, podendo experimentar um leve aumento da velocidade. A menos que uma rápida resposta seja adotada, com o leme para o bordo oposto e a potência apropriada, o rebocador será arrastado para cima da popa do navio e ficará preso em algum lugar a contrabordo na região da posição 2. Casos extremos são possíveis, quando as forças são tão fortes que o rebocador não responde a todo o leme para o bordo oposto ou potência das máquinas e pode inadvertidamente abalroar com força o costado do navio. Se o navio estiver em lastro, parcialmente carregado ou tiver uma popa muito projetada, o rebocador poderá ser puxado para a posição 3, com a possibilidade de danos estruturais grandes à superestrutura do rebocador.
O perigo do propulsor é uma ameaça mais óbvia que, naturalmente, exigirá mais cuidado do mestre do rebocador sempre que este trabalhar próximo da popa. Embora seja "desejável" que um hélice convencional seja parado, isto nem sempre é praticável, particularmente com hélices de passo controlável, e o mestre do rebocador deve ser sempre mantido informado sobre a condição da unidade de propulsão (máquinas) quando da aproximação. Esta é, em todas as situações, uma boa política a ser adotada durante todas as operações com rebocadores.
Enquanto os procedimentos variam de porto a porto, alguns mestres de rebocador podem optar por realizar sua aproximação em relativa segurança com máquina "devagar atrás", pela linha de centro do navio. Quando já estiver próximo, muda a proa para a direção da popa do navio, o primeiro cabo é passado então para o rebocador, com este manobrando para uma posição segura de forma a concluir a volta no cabo (encapelar no gato de reboque) e assumir a posição solicitada pelo prático.
Houve, no passado, graves acidentes envolvendo rebocadores que resultaram em perdas de vida humana, e que foram causados por um fenômeno conhecido como emborcamento, capotamento, virada, em diferentes partes do mundo. Com seu gato de reboque a meio-navio, os rebocadores convencionais estão sempre suscetíveis a emborcar. A manobrabilidade básica
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
1 2 3deste tipo de rebocador torna difícil sua saída se ele for capturado pela zona de sucção. Isto pode ser causado por uma ou ambas das seguintes razões:
A guinada do navio independente e muito rápida, afastando-se do rebocador; Velocidade excessiva do navio com o rebocador com o cabo passado.
Fig. 6: Rebocador capturado por uma zona de sucção
Fig. 7a: Emborcamento na proa
1
2
Posição 1: Vamos dar uma olhada em um exemplo de situação muito comum (ver Figura 7a), com um rebocador convencional na proa com um cabo longo.
Posição 2: Nesta área o rebocador está relativamente seguro e, independentemente da velocidade do navio ser muito alta, isto não resulta em qualquer problema imediato, permanecendo ele com um pequeno ângulo na proa. Enquanto ele puder permanecer no atendimento, este arco pequeno de uma relativa segurança irá naturalmente limitar suas capacidades operacionais.
Posição 3: Se o rebocador estiver afastado da proa do navio, este poderá, como resultado de um grande ângulo do leme para boreste ou da velocidade excessiva, ou de ambos, ultrapassar o rebocador que pode não ter nem o tempo e nem a manobrabilidade de girar e acompanhar a rápida guinada ou aceleração do navio.
Esta é a pior situação possível onde o rebocador está sendo puxado ao redor da linha de reboque e por causa da posição do seu gato de reboque. Ele é então arrastado com a linha de reboque saindo pelo seu través. Devido à natureza das forças envolvidas, ele é também puxado para um ângulo de banda perigoso e, a menos que a linha de reboque se rompa, ou que possa ser imediatamente liberada, o rebocador que não tem potência para responder e já com banda acentuada, pode emborcar!
Fig. 7b: Emborcamento na popa
Posição 1: Um rebocador convencional trabalhando na popa, talvez esteja em maior risco do que um rebocador trabalhando na proa, pois suas características de projeto frequentemente o obrigam a ter a linha de reboque muito mais inclinada na direção do seu través.
Posição 2: Desde que o navio esteja parado ou com seguimento em velocidades extremamente baixas, um rebocador convencional pode trabalhar com total eficiência com sua força de tração estática (bollard pull) em todas as direções nesta e em todas as outras posições na região da popa.
Posição 3: Se a velocidade do navio aumentar, o rebocador terá que trabalhar em um rumo que esteja em consonância com o rumo do navio, não só para acompanhar o navio que acelera, mas também para manter um posicionamento seguro com a linha de reboque. Contudo, isto tem a tendência de encorajar o mestre do rebocador a trabalhar com a linha de reboque perigosamente próxima do seu través e, infelizmente, também resulta numa perda substancial da força de tração estática (bollard pull) sobre o que anteriormente era um grande arco útil de operação.
Se a velocidade do navio se tornar excessiva, ou se a popa do navio guinar afastando-se rapidamente do rebocador, este pode ser incapaz de responder com rapidez suficiente e pode deixar de manter a posição segura ilustrada anteriormente. Consequentemente, o rebocador
3
1 2
pode ser arrastado dentro do raio da linha de reboque para esta posição perigosa e emborcar rapidamente. É também importante notar que um rebocador trabalhando na popa, mas no confinamento de uma comporta, pode encontrar-se em uma situação similar, mas com ainda menos capacidade de manobra. Se o rebocador for arrastado através da comporta com um navio que se desloca a uma velocidade muito alta, ele estará exposto a um risco muito alto de emborcamento.
Para aquelas pessoas que tenham infelizmente testemunhado um rebocador sendo arrastado e depois emborcado, é uma visão incrível e assustadora. Isto frequentemente acontece com muita rapidez, sem tempo para ativar a liberação rápida do gato de reboque e sem dar tempo para a evacuação da tripulação, a qual normalmente vai para o fundo junto com o rebocador.
O rebocador convencional, em comparação com outros tipos mais manobráveis, tais como o trator marítimo e o ASD, pode estar em desvantagem como resultado de:
Interação; Arrasto;
Velocidade excessiva do navio;
Comportas confinadas e áreas próximas de diques; e Sua manobrabilidade tradicional.
Fig. 8a: Cabo-guia, retendo
Em determinados casos, alguns mestres de rebocador convencional podem ser vistos trabalhando com um cabo-guia a fim de melhorar a segurança e o desempenho (ver Figura 8a). Trata-se de um cabo com comprimento e resistência adequados que um tripulante utilizará no convés para rebaixar ou limitar o passeio do cabo de reboque principal. Ele pode ter seu comprimento ajustado quando exigido pelo mestre. A sua utilização altera o ponto pivô para a região onde o cabo-guia prende o cabo de reboque principal.
Fig. 8b: Cabo-guia, limitações e segurança
Cabo-Guia
(comprimento ajustável)
3 1 2
Posição 1: Uma vez preso, o cabo-guia claramente limita a manobrabilidade da popa do rebocador sob a linha de reboque para um arco relativamente pequeno. Por outro lado, ele é de grande ajuda, pois auxilia a manter a popa voltada para o navio. A adequadas baixas velocidades, o rebocador pode ser útil para reduzir o seguimento do navio e assistir quando necessário. O mestre do rebocador pode ocasionalmente solecar o cabo-guia para recuperar toda a manobrabilidade e reposicionar o rebocador antes de começar a fazer força novamente. Posições 2 e 3: Estas duas posições mostram o rebocador com o seu cabo-guia prendendo o cabo de reboque principal, exposto ao risco de ser arrastado devido à velocidade excessiva do navio e passeando ao redor do raio da linha de reboque. Neste caso, entretanto, como o cabo-guia manteve o ponto pivô a ré, o rebocador está passeando pela popa, dando ao mestre valioso tempo durante o qual o rebocador pode ser arrastado com segurança.
Usando o Peso do Rebocador
O rebocador convencional está claramente na sua melhor condição quando pode utilizar sua potência máxima e pode aplicar toda a sua força de tração estática na linha de reboque ou no navio, quando necessário. Naturalmente, há uma tendência para que isto ocorra quando o navio está o mais estático possível.
Fig. 9a: Usando o peso do rebocador, na proa
Fig. 9b: Usando o peso do rebocador, na popa
Uma alternativa, se a força de tração estática não puder ser aplicada diretamente, geralmente porque o navio está com seguimento, é "se colocar" na linha de reboque e usar o peso do rebocador para realizar o serviço, enquanto a potência é utilizada principalmente para manter a posição e o seguimento. O rebocador de proa é mostrado fazendo isso na Figura 9a. Ele se afasta para um bordo mantendo-se na proa, continuando com o seguimento comparável ao do navio e permanecendo na linha de reboque usando seu próprio peso, em vez de aplicar
1
2
3
1 2
sozinho sua força de tração estática, para guinar a proa do navio para boreste. Isto, infelizmente, torna-se cada vez menos efetivo se for permitido que a velocidade do navio aumente, pois o esforço do rebocador é então gasto no acompanhamento do navio e na manutenção de uma posição segura.
Na comparação com o rebocador na proa, o rebocador na popa, se ele estiver usando o gato de reboque principal, tem um arco de operação muito mais restrito. Se a velocidade do navio estiver muito alta, geralmente ela é reduzida a fim de permitir o acompanhamento do rebocador com o cabo de reboque brando, como mostrado na posição 1 da Figura 9b. Contudo, pode, se for seguro, deslocar-se para a posição 2 e "se colocar" na linha de reboque com seu próprio peso, mas, infelizmente, o rebocador deve manter a linha de reboque a ré da posição do gato de reboque. Sob estas circunstâncias, esta configuração limita consideravelmente o arco de operação do rebocador.
Para superar esta limitação, ocasionalmente pode-se ver um rebocador convencional empregado na popa tendo o cabo de reboque com volta na proa, mas (tendo em mente que ele deverá ser solto e reposicionado para o gato de reboque principal de forma a trabalhar no modo convencional) isto é geralmente considerado inconveniente e não é comum.
Duas coisas importantes devem ser lembradas se os rebocadores estiverem sendo empregados desta maneira:
O risco de emborcamento é aumentado e o mestre do rebocador deve prestar
muita atenção na velocidade do navio;
Os rebocadores podem conferir um falso aumento da velocidade do navio, que
precisa ser monitorada.
Embora existam claramente limitações associadas ao projeto dos rebocadores convencionais, nunca deveremos esquecer que estes rebocadores foram amplamente empregados pela indústria do apoio portuário e que são ainda econômicos, comprovadamente eficazes e inestimáveis nas mãos de um bom mestre de rebocador. Eles podem ainda ser muito fortes, com uma modesta potência nos motores principais, muitas vezes oferecendo uma excelente força de tração estática, especialmente quando os hélices são instalados em tubulões ou túneis e o mestre pode colocar o rebocador na linha de reboque e aplicar toda a força, produzindo grandes efeitos. A manobrabilidade pode também ser melhorada pelo uso de hélices gêmeos e impelidores laterais de proa (bow thrusters). Não obstante, no entanto, os construtores desenvolveram conceitos totalmente diferentes nos projetos de rebocadores no esforço de se alcançar um excelente desempenho e capacidade de manobra.
2.2. REBOCADOR TRATOR
O rebocador trator representa uma mudança completa em relação ao projeto tradicional do rebocador convencional, mas isso não é surpreendente, pois empresas como a Voith Schneider e a Schottel desenvolveram rebocadores trator entre 1950 e 1960. A chave para o verdadeiro rebocador trator reside no uso de duas unidades de propulsão multidirecionais, em que umas consistem de pás verticais rotativas e outras são como grandes motores de popa rotativos. Elas permitem que as unidades de propulsão dos rebocadores sejam instaladas lado a lado, mais ou menos abaixo do passadiço, facilitando assim uma manobrabilidade espetacular nas mãos corretas (ver Figura 10). Curiosamente, essas unidades também tiveram um sucesso considerável por muitos anos instaladas em alguns ferry boats que operavam em águas costeiras.
Em um rebocador trator, o ponto de reboque (P) pode ser colocado muito mais perto da popa, pois as unidades de propulsão e, portanto, o ponto de tração (T) está sempre "fora" do ponto de reboque, criando assim um bom momento de rotação positiva (PT). Se isso for comparado com o rebocador convencional, pode-se observar que isso é completamente contrário à
configuração tradicional.
Fig. 10: Rebocador trator, Voith Schneider
Vantagens e Desvantagens do Rebocador Trator
Em muitos casos, a versatilidade é ainda melhorada ao se trabalhar a linha de reboque diretamente a partir de um guincho com controle remoto por joystick a partir do passadiço. O mestre do rebocador pode assim alterar o comprimento da linha de reboque à vontade e com considerável facilidade.
O rebocador trator pode ser melhor definido como aquele em que, tal como um trator de fazenda rebocando uma carreta, a unidade de potência está sempre a vante e puxando no ponto de reboque, ao contrário de um rebocador convencional onde a propulsão fica localizada a ré do ponto de reboque, empurrando-o.
Pode-se imaginar, de maneira bem correta, que ao se navegar sem um reboque, com unidades de propulsão assim localizadas, este tipo de rebocador sofre com a falta de estabilidade direcional. Com a força que guia o rebocador próxima do ponto pivô, a alavanca de direção quase não atua, mas isso é facilmente superado pela versatilidade das unidades de propulsão. Quando se começa a aprender a conduzir essas unidades, inicialmente a achamos bastante peculiar, mas não demora em se acostumar. A estabilidade direcional é melhorada com a instalação de um grande "skeg" na linha de centro do casco na parte de ré. Este skeg também suporta o rebocador no caso de docagem ou encalhe.
Os argumentos a favor e contra os rebocadores trator em comparação com os convencionais continuam sendo uma questão de requisitos individuais. Em primeiro lugar, as vantagens, que até certo ponto já foram delineadas:
Tração total em todas as direções (360º); Curto tempo de resposta;
Excelente manobrabilidade;
Capacidade de rápido reposicionamento, se assim for exigido pelo prático; Sistemas de controle simples;
Baixo risco de emborcamento;
Pode superar de forma mais eficaz as forças de interação próximas de um navio;
Capacidade operacional melhorada em uma área restrita, tal como uma comporta ou um cais fechado;
Pode reduzir o tempo entre atendimentos em portos que normalmente utilizam a assistência de rebocadores;
Unidades de propulsão confiáveis e robustas.
É razoável, portanto, ver esse tipo de rebocador como extremamente versátil, idealmente adequado aos limites de uma baía, rio, canal ou águas abrigadas com grande tráfego. Naturalmente, pode haver desvantagens e a lista a seguir ilustra uma série de considerações importantes:
Altos custos de investimento de capital;
Menos força de tração estática por kW de potência;
O reparo e a manutenção de complexas unidades subaquáticas podem ser muito caros; O governo em uma via aberta pode ser ruim por causa da curta distância entre o ponto
pivô e o ponto de tração, criando um curto braço de governo;
O ângulo da banda com toda a tração para um bordo pode ser de 21º em alguns rebocadores. Portanto, podem haver danos quando posicionado ao lado de um navio; As sofisticadas unidades subaquáticas podem ser danificadas durante um encalhe e/ou
falhar se triturarem objetos submersos;
O calado pode ser de até 5,0 m, o que é muito em comparação com os rebocadores convencionais;
O retreinamento dos mestres dos rebocadores convencionais é essencial a fim de maximizar totalmente o potencial de um rebocador trator.
Fig. 11: Rebocador Azimutal pela Popa (ASD)
P
T P1
2.3. REBOCADOR AZIMUTAL PELA POPA (ASD)
Em diversas zonas de praticagem pelo mundo, mas particularmente no Japão e na Austrália, existe um número substancial de rebocadores conhecidos como rebocador azimutal pela popa ou "Z" drive (ver Figura 11).
Este tipo de rebocador não é, no verdadeiro sentido da palavra, um rebocador trator, mas é mais um desenvolvimento, utilizando alguns dos benefícios dos rebocadores convencional e trator. Ele pode empregar duas posições de reboque, uma a meia-nau e outra na proa. A propulsão principal com duas unidades azimutais rotativas, semelhantes às empregadas nos rebocadores trator, é instalada na popa, tal como os rebocadores convencionais de hélices gêmeos.
O rebocador ASD pode, portanto, ser empregado como um rebocador convencional, usando a posição de reboque a meia-nau, mas com a manobrabilidade melhorada consideravelmente. No entanto, é quando se usa a posição de reboque na proa, normalmente direta a partir de um guincho de reboque, que o rebocador ASD aplica todo o seu potencial. Com praticamente todo o comprimento do rebocador compreendido entre o ponto de reboque (P) e o ponto de tração (T) o rebocador ASD pode ser empregado com grande eficiência. Talvez seja melhor compará-lo a um rebocador trator tradicional, relacionando suas vantagens e limitações relevantes.
Vantagens de um Rebocador ASD
Melhor estabilidade direcional durante a navegação;
Forma do casco mais adequado para águas abertas e emprego em vias navegáveis; Melhor relação entre a força de tração estática e a potência em kW;
Facilidade para remoção das unidades azimutais para manutenção e reparo; O ângulo de banda com a propulsão voltada para um bordo é menor do que 15º; Calado médio para águas rasas de 3,00 m.
Limitações de um Rebocador ASD
A habilidade para navegar de lado não é boa;
O efeito "squat" na popa e o alagamento da parte de ré do convés principal podem ocorrer em determinados projetos quando navegando a toda força atrás;
Ele ainda está suscetível ao emborcamento quando usando o ponto de reboque a ré; Mais exposto aos riscos dos efeitos de interação hidrodinâmica;
Complexos sistemas de controle;
Mais suscetíveis a danos causados por lixo nos hélices.
2.4. REBOCADOR COMBINADO
Embora não seja comum, existem alguns rebocadores portuários em uso que, no entanto, devem ser mencionados, pois se enquadram em uma categoria melhor descrita como "combinação1" ou rebocador combinado. De um modo geral, eles são rebocadores convencionais mais antigos que foram adaptados com algum tipo de sistema de propulsão para complementar seu sistema de propulsão convencional. Pode ser um impelidor lateral padrão até um sofisticado propulsor azimutal retrátil que irá melhorar as características de manobra.
2.5. FROTAS COMBINADAS
Muitos práticos estão trabalhando para autoridades portuárias que são atendidas por empresas de rebocagem que operam apenas um bom número de rebocadores mais antigos e convencionais e talvez, na melhor das hipóteses, com apenas um ou dois rebocadores trator modernos. Os práticos costumam comentar que eles são algumas vezes subutilizados e que isto se deve principalmente ao retreinamento inadequado dos mestres dos rebocadores, à resistência à mudança dos métodos de operação ou, talvez, um pouco de ambos.
Pode-se entender o dilema dos operadores de rebocadores, pois não deve ser uma questão fácil atualizar uma grande frota de rebocadores convencionais, que ainda representariam um investimento de capital comparativamente recente, com rebocadores trator caros que também podem exigir novos programas de treinamento e orçamentos para a manutenção mais altos. Será portanto essencial, durante muito tempo, para os práticos e para os comandantes dos navios, ter uma ampla compreensão dos métodos de trabalho associados aos rebocadores trator e aos rebocadores convencionais, para que os melhores resultados possam ser alcançados quando um navio é atendido por ambos os tipos em uma frota mista de rebocadores.
2.6. TRABALHANDO COM O REBOCADOR TRATOR NA PROA
Na figura abaixo, posições 1 e 2, o rebocador está usando o seu ponto de reboque de ré de uma maneira semelhante à do rebocador convencional. Se a velocidade do navio for relativamente baixa, o rebocador pode trabalhar em torno do raio da linha de reboque de forma rápida e eficiente e, desta forma, assistir o navio com o seu "passeio" ou "posicionamento". No entanto, se ele for exposto ao risco de emborcamento, ao contrário do rebocador convencional, deve empurrar com a popa com relativa segurança.
Fig. 14a: Rebocador trator na proa. Usando o ponto de reboque na popa
Posição 3: Se for solicitado pelo prático, o rebocador pode rapidamente se deslocar e se reposicionar a contrabordo, encurtando, mas mantendo o cabo passado, particularmente se este estiver em um guincho com controle remoto, para dar uma boa assistência puxa-empurra durante a "testada".
Fig. 14b: Rebocador trator na proa. Algumas alternativas
A Figura acima, posição 1, mostra uma opção em que o rebocador está usando um guincho de reboque na proa, se instalado, e é capaz de ajustar o comprimento do cabo conforme necessário. Isto pode ocasionalmente ser utilizado como um método de rápido afastamento de um cais durante as desatracações, com o rebocador sendo capaz de se mover para empurrar ou acompanhar o navio. Entretanto, isto não é muito comum.
A posição 2, exibe um modo de assistência familiar em alguns países, notadamente nos EUA e no Japão e também em outros lugares envolvendo a movimentação de grandes navios com vários rebocadores envolvidos, onde o rebocador é "amarrado" a contrabordo. Conforme
1 2 3 3 1 2
discutido anteriormente, é necessário algum cuidado com o rebocador nesta posição, pois o ângulo de banda na tração lateral total pode causar avarias. Além disso, o fluxo de água de retorno e a turbulência devido à proximidade com o casco do navio, certamente combinarão para limitar a eficiência do rebocador, predominantemente quando na desatracação com toda força.
2.7. TRABALHANDO COM O REBOCADOR TRATOR NA POPA
Fig. 15: Rebocador trator na popa
Na Figura acima, a posição 1 é uma excelente posição de reboque, novamente muito utilizada nos EUA e no Japão, e particularmente boa quando da movimentação de um "navio morto" (sem máquinas), onde o rebocador atua como leme e hélice do navio. Para ser razoavelmente eficaz, o rebocador precisa estar o mais próximo da popa possível, mas devem ser notadas as limitações associadas a um rebocador trabalhando a contrabordo podem ainda ser aplicadas, tal como mencionado no exemplo anterior.
A posição 2 é um método de trabalho mais comumente associado ao trabalho de escolta em um canal, ou qualquer outra ocasião em que um navio está em trânsito e requer assistência de rebocador, ao mesmo tempo em que está com seguimento. Nesta tarefa em particular, o rebocador trator se mantém alinhado com a linha de reboque e é muito mais eficaz do que o rebocador convencional. O rebocador está com o cabo passado no seu ponto de reboque de popa, escoltando primeiro a popa do navio a velocidades razoavelmente baixas. (É justo dizer que a maioria dos rebocadores ASD também podem fazer isso, primeiro com a proa, usando seu ponto de reboque de vante).
Na posição 3, com um esforço relativamente pequeno, o rebocador trator pode facilmente se deslocar para a alheta do navio conforme a posição ilustrada neste exemplo. Ao colocar uma pequena tensão na linha de reboque e usando uma combinação do peso do rebocador e da pressão de água, ele pode ajudar o navio, de forma muito eficaz, em guinar e estabilizar quando necessário. Esta técnica útil é conhecida como "modo de reboque indireto" ou "efeito de paravane" e já provou ser bem sucedida, mesmo quando escoltando navios com grande calado. 1 2
+
+ +
+
3 4No modo de reboque indireto, quando com o cabo passado na popa de um navio, a tensão na linha de reboque pode ser aumentada por um fator de 1,5 a 2,0 vezes a força de tração estática. O grande "skeg" submerso do rebocador trator torna-o particularmente eficiente para atingir este aumento da força de tração.
Com sua excelente manobrabilidade e segurança inerente, o rebocador trator na popa pode também prontamente ajudar o navio a reduzir sua velocidade e até mesmo "parar".
Na posição 4, uma vez estando o navio parado ou com a velocidade reduzida para a mínima, o rebocador trator pode trabalhar em torno do raio da linha de reboque usando sua excelente manobrabilidade ou, se for necessário, mover-se rapidamente e se reposicionar para trabalhar a contrabordo.
2.8. TRABALHANDO COM O REBOCADOR ASD NA PROA
Embora existam muitas semelhanças operacionais com o rebocador trator, o rebocador ASD é diferente no projeto e, consequentemente, uma ou duas situações operacionais devem ser levadas em consideração.
Fig. 16: Rebocador ASD na proa
Veja a Figura acima. Na posição 1, falando de forma genérica, o rebocador ASD está sendo usado da mesma maneira que se usa um rebocador convencional, quando ele emprega seu ponto de reboque a meia-nau. Contudo, apesar dele poder ser muito potente e manobrável, permanece no risco de emborcar, por causa das limitações operacionais da posição, as mesmas que impactam na manobrabilidade do rebocador convencional.
Na posição 2, comparando-a com o exemplo anterior, este é o método de operação mais versátil, com o rebocador conectado pela sua proa e os propulsores afastados do ponto de reboque. O rebocador está seguro quanto ao emborcamento e pode realizar a tração lateral com eficiência em todo o raio da linha de reboque.
Conforme mencionado anteriormente, em algumas variantes mais antigas do projeto deste tipo de rebocador, quando navegando pela popa (máquinas atrás), com qualquer velocidade, há a tendência da popa ser puxada para baixo, se “agachar” (squat) o suficiente para o convés principal ser lavado e até inundado. Isso, é claro, não é aceitável e o mestre do rebocador pode preferir, com toda a razão, reverter para o método de trabalho convencional na posição 1 para as funções de escoteiro em um canal. Os ASD’s mais novos não estão sujeitos a esse tipo de problema.
1
2 3
É característica deste tipo de rebocador, em algumas áreas do mundo, ser projetado com a proa muito bem protegida por defensas. Isto evita o problema do ângulo de banda ao aplicar a potência total e afasta os propulsores do navio, diminuindo assim a perda de tração pela turbulência e jatos da contracorrente.
Fig. 17: Defensas na proa de um rebocador ASD
2.9. TRABALHANDO COM O REBOCADOR ASD NA POPA
Fig. 18: Rebocador ASD na popa
Se um rebocador ASD estiver atendendo um navio na sua popa, poderá fazê-lo da mesma maneira que um rebocador trator, usando seu ponto de reboque de vante, seu próprio peso e a pressão da água para ajudar a guinar o navio (ver Figura 15, posição 3). Isto não poderá, porém, gerar a mesma força do rebocador trator com seu grande skeg a ré.
1
Na conclusão de um atendimento como escoteiro em canal, por exemplo, quando atracando ou guinando um navio, ele pode rapidamente se reposicionar a contrabordo, tal como mostrado na posição 2 ou permanecer com um longo cabo pela popa. Isto é questão de escolha do Prático ou do Comandante do navio e tal escolha é ditada pela natureza da manobra que estão realizando.
Para se fazer o melhor uso de um rebocador e alcançar o resultado desejado, é importante posicioná-lo no local correto. Para isso, algumas perguntas precisam ser feitas:
Qual é o movimento e/ou manobra pretendida?
O navio estará predominantemente com seguimento adiante, a ré ou parado? Onde será o ponto pivô do navio?
Onde o rebocador se posicionará em relação ao ponto pivô do navio? Que tipo de rebocador será usado?
Há, portanto, dada a própria natureza das questões, uma indicação de que existe uma conexão interativa entre o ponto pivô do navio e a posição do rebocador. Isto é melhor ilustrado pela análise mais detalhada de alguns exemplos específicos.
2.10. REBOCADOR ESCOTEIRO EM CANAL
Em muitos casos, quando um navio está em trânsito em uma via navegável estreita, não é possível, no interesse da segurança, fazê-lo sem a assistência de um rebocador. Um exemplo disto ocorre quando um navio deve avaliar uma curva em um canal onde, devido ao tamanho relativo do navio, a águas rasas, marés, vento ou qualquer combinação de tais restrições, ela está claramente além das curvas de giro normais do navio e é necessário um rebocador para melhorar a capacidade de guinada do navio.
Outro exemplo ocorre, geralmente após um acidente envolvendo uma grave poluição, quando é aprovada uma nova legislação tornando obrigatório o emprego do rebocador escoteiro, mesmo para o tráfego considerado longo e em água relativamente aberta. Embora o prático e o comandante do navio possam normalmente ser capazes de manobrá-lo sem a assistência de rebocadores, a proteção do meio ambiente é a questão mais importante e o navio não pode ser exposto à ameaça de uma falha mecânica ou ao risco do mais breve dos lapsos do julgamento humano.
Fig. 19: Rebocadores convencionais na proa
P 40 m
É na função de escoteiro em um canal que as diferentes capacidades operacionais dos rebocadores trator e do convencional são mais claramente apresentadas e onde é mais difícil romper com os métodos de pensar e trabalhar tradicionais estabelecidos há muito tempo.
Rebocador Convencional na Proa
Se apenas um rebocador convencional for usado como escoteiro, ele não é, como já discutido anteriormente, adequado para a assistência na popa enquanto o navio possuir algum seguimento adiante. Isto significa que ele tem normalmente o cabo passado na proa do navio e que, se a velocidade deste navio é muito alta, ele ficará restrito ao seu arco de operação e eficácia. Isto é agravado pela posição do ponto pivô do navio, que durante o seguimento adiante fica normalmente posicionado a ré da proa na distância igual ao comprimento do cabo de reboque (cerca de 1/4 do comprimento do navio). Como resultado disto, o rebocador trabalha em uma alavanca de giro relativamente fraca. Isso pode ser ilustrado, por exemplo, com um navio de 160 metros de comprimento assistido por um rebocador de 20 tte (bollard
pull) na proa (veja a Figura 19). Isso criará um momento de giro aproximado de 40 metros x 20
toneladas = 800 tm.
Fig. 20: Rebocadores tratores na popa
Rebocador Trator na Popa
Em uma comparação, se um rebocador trator (ou um rebocador ASD) está assistindo um navio como escoteiro, ele será, como já discutido anteriormente, capaz de trabalhar na popa com uma considerável flexibilidade, devido à sua alta manobrabilidade. Sua eficiência será ainda aumentada porque, ao contrário do rebocador na proa, ele estará trabalhando em uma alavanca de giro muito grande, de 3/4 do comprimento do navio. Assumindo, por uma questão de comparação, que o rebocador ainda possui 20 tte (bollard pull), isso criará um momento de giro de 120 metros x 20 toneladas = 2.400 tm.
Frenagem
Este efeito é três vezes maior que o momento de giro na proa e também ilustra por que o efeito de “paravaning” é alcançado com um esforço relativamente pequeno. É também importante avaliar isso com um rebocador trator com cabo passado na popa, se o navio encontra dificuldades ou uma emergência, o que requer que o navio reduza a velocidade rapidamente, o rebocador também pode ser arrastado de lado e atuar como um freio muito eficaz, enquanto
P 120 m
ainda ajuda a manter o rumo.
Este exemplo indica claramente que a posição de um rebocador em relação ao ponto pivô de um navio influencia fortemente na sua eficácia. É também evidente que qualquer mudança do ponto pivô também afetará o desempenho do rebocador e isso pode ser melhor ilustrado com os rebocadores com cabos longos.
Rebocadores com Cabos Longos
Neste exemplo, o navio tem um comprimento de 160 metros com dois rebocadores de 20 tte assistindo, um avante e um a ré, ambos com cabos longos. Assume-se no exemplo que o navio esteja em águas parelhas, em águas profundas, sem vento ou maré e, portanto, não é influenciado por outros fatores ou forças óbvios.
Fig. 21: Rebocadores com cabos longos, navio parado
Com o navio parado e em águas parelhas, o seu centro de gravidade e o ponto pivô estão aproximadamente a meia-nau. Se ambos os rebocadores começarem a puxar com toda-a-força, eles estarão operando com braços de giro de 80 metros semelhantes e os momentos de giro serão:
Rebocador de proa: 80 m x 20 t = 1.600 tm Rebocador de popa: 80 m x 20 t = 1.600 tm
Como resultado, o navio irá deslocar seu casco em paralelo, sem uma taxa de guinada (Rate of
Turn) residual.
Fig. 22: Rebocadores com cabos longos, navio com seguimento adiante
Tão logo o navio possua seguimento adiante, mesmo com baixa velocidade, o ponto pivô será deslocado para vante para uma posição aproximadamente a um quarto do comprimento do navio a partir da proa. Isso altera substancialmente os comprimentos dos braços de giro e provoca mudanças no equilíbrio entre os dois rebocadores cujos momentos de giro agora serão: P 80 m 80 m 20 tte 20 tte P 120 m 40 m 20 tte 20 tte
Rebocador de proa: 40 m x 20 t = 800 tm Rebocador de popa: 120 m x 20 t = 2.400 tm
O rebocador na popa é, portanto, consideravelmente mais eficiente do que o rebocador na proa e deslocará a popa do navio muito mais rapidamente do que o rebocador na proa, o qual parecerá mais lento. Alternativamente, isso pode ser percebido como se a proa do navio desenvolvesse uma guinada indesejável para bombordo.
Fig. 23: Rebocadores com cabos longos, navio com seguimento a ré
Se o navio que anteriormente possuía seguimento adiante, passa a ter seguimento atrás, intencionalmente ou não, o equilíbrio entre os dois rebocadores é completamente modificado. Isto é devido à mudança do ponto pivô do navio, da proa para uma posição aproximadamente a um quarto do comprimento do navio a partir da popa. Os respectivos braços e momentos de giro estão agora completamente alterados e são os seguintes:
Rebocador de proa: 120 m x 20 t = 2.400 tm Rebocador de popa: 40 m x 20 t = 800 tm
O rebocador na popa, que anteriormente era o mais potente, agora está “fraco” em comparação com o rebocador na proa e a popa parecerá lenta para se deslocar. Isso também pode ser percebido como o desenvolvimento de uma guinada da proa para boreste e oposta à guinada para bombordo, que foi experimentada quando o navio estava com seguimento adiante.
Fig. 24: Rebocadores com cabos longos, navio com seguimento a ré, rebocadores em equilíbrio
Nos exemplos anteriores, com dois rebocadores de 20 tte (bollard pull), a força máxima aplicada foi: Rebocador de proa: 20 t Rebocador de popa: 20 t Total: 40 t P 120 m 40 m 20 tte 20 tte P 120 m 40 m 20 tte 6,7 tte
Infelizmente, se o navio estiver desenvolvendo uma guinada indesejável devido ao seguimento adiante ou atrás e os rebocadores estiverem empregando toda a potência disponível, será necessário instruir o rebocador apropriado para reduzir a potência que está sendo empregada, a fim de equilibrar os rebocadores e corrigir a guinada. Neste exemplo em particular, com o navio com seguimento atrás, o rebocador de proa deve reduzir a potência empregada para aproximadamente um terço da sua potência máxima.
Rebocador de proa: 120 m x 6,7 t = 800 tm Rebocador de popa: 40 m x 20 t = 800 tm
Total: 26,7 t
Tendo selecionado dois rebocadores que parecem ser adequados, é muito importante apreciar que haverão ocasiões em que eles serão obrigados a operar consideravelmente abaixo da sua potência total, particularmente quando compensam por um momento de giro indesejado, em uma situação que já está exigindo toda a potência disponível.
2.11. REBOCADORES A CONTRABORDO
Como já mencionado anteriormente, devido às defensas instaladas, os rebocadores do tipo trator e ASD podem favorecer a operação a contrabordo dos navios. Em muitos lugares não é incomum o emprego de rebocadores a contrabordo, particularmente quando diversos rebocadores estão envolvidos em grandes movimentações do navio, seja empurrando um navio na atração, ou para desatracá-lo. Este tipo de operação é muito eficaz e, para entendê-lo, é necessário estar ciente da interação que existe entre a posição do rebocador a contrabordo e a posição do ponto pivô do navio.
Fig. 25: Rebocadores a contrabordo, navio com seguimento adiante
Quando o navio está com seguimento adiante, mesmo que com pouca velocidade, há uma diferença muito importante entre o uso de um rebocador a contrabordo na proa, em oposição ao emprego de um rebocador em alguma posição na popa. Como ilustrado no navio à
P
Empurrando
P
esquerda na Figura 25, o rebocador na proa está operando muito próximo do ponto pivô do navio. Nesta posição, ele está operando com um braço de giro muito pequeno, ou desprezível, e, como consequência, será relativamente fraco para ajudar o navio a desenvolver uma guinada. No entanto, ao operar perto do ponto pivô do navio, será mais eficaz para ajudar o navio a desenvolver “deslocamentos laterais” do casco, particularmente quando empregado em conjunto com todo o leme para um bordo e rápidas palhetadas adiante pelo navio.
Isso poderá, por exemplo, ser muito útil ao se aproximar de um cais e é necessário empurrar o navio para cima dele, ou também quando puxando o navio durante a desatracação. Com o rebocador sendo extensivamente usado nesta posição, há uma semelhança considerável com o emprego de um impelidor lateral de proa (bow thruster), mas com a vantagem adicional de uma potência muito maior em um arco operacional de 360º.Isso também permite que o prático use o rebocador para a redução da velocidade ou parada do navio, com ótimo controle, se necessário.
Fig. 26: Rebocadores a contrabordo, navio com seguimento atrás
Se o rebocador for usado na popa, conforme descrito com o navio à direita na Figura 25, sua função é muito alterada.Onde quer que seja posicionado, é provável que esteja a alguma distância do ponto pivô do navio, operando com um substancial braço de giro e, como tal, será sempre melhor posicionado para ajudar a aumentar ou reduzir a taxa de guinada do navio, durante o seguimento adiante.
Em determinadas circunstâncias, no entanto, isso não é tão bem-sucedido como seria de se esperar e pode ser devido à proximidade do rebocador do bordo do navio, o que cria muita turbulência e contracorrente para o rebocador ser eficaz, visivelmente quando o rebocador está operando a toda-a-força afastado do navio. Em um porto, por exemplo, este rebocador é colocado em stand-by até a aproximação de uma curva específica no canal, antes de passar o cabo para a operação de atracação.
Se, depois de estar com o seguimento adiante, o navio começa então a ter seguimento atrás, ou se o navio começará a ter seguimento atrás, por exemplo quando se aproximando de um
P
Empurrando
P
