Distribuição de Peso em Uma Embarcação

A eficiência estrutural dos materiais compostos foi extensivamente discutida em várias ocasiões no blog, mostrando que é possível construir embarcações mais fortes e mais leves, especialmente quando são utilizados núcleos de espuma PVC e processos de fabricação sofisticados, como a infusão a vácuo. Existe uma série de benefícios decorrentes dessa eficiência, principalmente em embarcações de planeio com estruturas pesadas em pontos muito altos, como é o caso de casarias e hard tops.

Para começar a discuti-los e mostrar que são mais complexos do que simplesmente economia de combustível ou aumento da capacidade de carga da embarcação, é necessário compreender que qualquer projeto náutico ou naval é feito em espiral e a mudança em uma das características altera o comportamento de todas as outras.

Para começar a entender a relação da embarcação com seu peso, é preciso entender que uma embarcação é uma viga livre-livre auto equilibrada. Isso significa que suas extremidades não possuem restrição de movimentos e seu equilíbrio é decorrente do balanço das forças de gravidade e de empuxo da água. Em lanchas que navegam em regime de planeio, existem forças hidrodinâmicas que também entram nessa equação.

A física define que a intensidade de uma força é igual ao produto da massa de um corpo por sua aceleração. Quando a embarcação está parada ou navegando em regime de deslocamento, está submetida à aceleração da gravidade. Em um regime de planeio que envolvem forças hidrodinâmicas, existem ainda uma aceleração vertical decorrente desse regime dinâmico. As intensidade das forças que atuam na embarcação, então, são diretamente proporcionais à sua massa.

Essa questão ilustra bem o caráter iterativo do projeto de uma embarcação. Em termos simples, quanto mais pesada uma embarcação é, maiores são as intensidades das forças que ela tem que suportar e, consequentemente, mais robusta deve ser a estrutura. Então, usar materiais mais leves diminui o esforço ao qual a estrutura está sujeita, principalmente em embarcações de planeio onde as acelerações verticais podem dobrar o valor da gravidade navegando ainda com conforto. 

Além do peso total, a distribuição dele ao longo da embarcação é tão crítica quanto a massa da embarcação. O controle da posição do centro de gravidade vertical influencia a estabilidade transversal, conceito chave para a segurança da embarcação. Quanto mais alto esse ponto estiver, menor a estabilidade da embarcação. Quanto mais baixo, maior a velocidade que que a embarcação volta para sua posição de repouso inicial, o que pode ser desconfortável para os passageiros.

Encontrar um ponto de equilíbrio é essencial e também complexo, principalmente em lanchas que possuem não somente a casaria mas também hard tops com controles de direção e, portanto, muito peso em pontos muito altos da embarcação.

Já a distribuição longitudinal dos pesos define os ânngulos de trim e banda, o que influencia o arranjo da embarcação, o conforto dos passageiros e até mesmo a facilidade que uma embarcação possui em passar do regime de deslocamento para o regime de planeio.

Em posts futuros, serão discutidos recursos a disposição dos construtores para que seja possível diminuir o peso em estruturas chaves da embarcação para que a posição do centro de gravidade possa ser controlada com mais facilidade. 

Comentários (4)

    • Barracuda Composites disse:

      Olá Pedro!

      O centro de gravidade é calculado de acordo com a média ponderada da posição dos pesos na embarcação. A unidade de ponderação é a justamente a massa dos pesos. Esse cálculo pode ser tão simples ou tão complexo quanto o projetista desejar, dependendo do número de simplificações presentes nos cálculos.

      Em geral, quanto mais avançado na espiral de projeto, mais detalhado esse cálculo fica, pois acaba considerando não só as maiores massas da embarcação (peso de motores, estrutura e tanques) como também elementos decorativos e mobília.

  • Felipe Brottheus disse:

    Qual é o ponto de equilíbrio ideal para o centro de gravidade vertical para obter estabilidade satisfatória e ainda assim conforto para os passageiros?

    • Barracuda Composites disse:

      Olá, Felipe

      Não existe um ponto ideal, tudo vai depender de qual o tipo de uso da embarcação. Em uma lancha de recreio, assume-se que as condições enfrentadas não serão tão severas e pode-se priorizar o conforto dos ocupantes depois de se garantir a estabilidade necessária para garantir a segurança. Já em embarcações de serviço que mais frequentemente enfrentarão tempestades e outras intempéries, a estabilidade pode ser priorizada em relação ao conforto dos ocupantes, que estão treinados e esperam passar por esse tipo de situação.

      No entanto, como todos os aspectos de uma embarcação, não é apenas a altura do centro de gravidade que vai determinar o comportamento de mar. Essa é apenas uma das características que influenciam essa variável.

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