Trabalho teoria naval

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE PERNAMBUCO

POLO: IPOJUCA - PE CURSO: CONSTRUÇÃO NAVAL

PROFESSOR: DR. PAULO FIGUEIREDO DE OLIVEIRA

SISTEMA DE FUNDEAR E SISTEMA DE LABORAR

- CARACTERÍSTICAS

- FINALIDADE

- PRINCIPAIS COMPONENTES

- NAVIO QUE UTIIZA O SISTEMA

Edilson José da Silva Recife – janeiro de 2013

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO............................................................................................................. 3 2. SISTEMA DE FUNDEAR ............................................................................................ 4 2.1. COMPOSIÇÃO DO SISTEMA DE FUNDEAR E SUSPENDER............................... 4 2.2. ÂNCORAS E SEUS COMPONENTES..................................................................... 8 2.2.1. TIPOS DE ÂNCORAS........................................................................................... 8 2.2.1.1. PARTES DA ÂNCORA....................................................................................... 9 2.2.1.2. PARTICULARIDADES APRESENTADAS PELAS ÂNCORAS PATENTES.... 10 2.2.1.3. OUTRAS ÂNCORAS ESPECIAIS E POITAS.................................................. 11 2.2.1.4. REQUISITOS DAS ÂNCORAS........................................................................ 13 2.2.1.5. AÇÃO DAS ÂNCORAS NO FUNDO DO MAR................................................. 13 2.2.1.6. CLASSIFICAÇÃO DAS ÂNCORAS A BORDO................................................ 14 2.2.1.7. NÚMERO DE ÂNCORAS A BORDO............................................................... 15 2.2.1.8. PESO DAS ÂNCORAS..................................................................................... 15 2.2.1.9. MATERIAL, PROVAS E MARCAÇÃO DAS ÂNCORAS.................................. 15 3.0. SISTEMA DE LABORAR ...................................................................................... 17 3.1. TIPOS DE SISTEMAS DE LABORAR ................................................................... 17 3.1.1. EXAME GRADATIVO E EFEITOS DE VÁRIAS COMBINAÇÕES DE MOITÕES E CADERNAIS:................................................................................................................. 19 3.1.2. RENDIMENTO..................................................................................................... 22 3.1.3. DISTRIBUIÇÃO DE ESFORÇOS NUM SISTEMA DE LABORAR ..................... 24 3.1.4. SISTEMAS DE LABORAR CONJUGADOS........................................................ 25 3.1.5. MODO DE APARELHAR UMA ESTRALHEIRA DOBRADA .............................. 27 3.1.6. CARGA DE TRABALHO DOS SISTEMAS DE LABORAR................................. 28 3.1.7. REGRAS PRÁTICA............................................................................................. 28 3.1.8. PROBLEMAS...................................................................................................... 29

3.1.9. TALHAS MECÂNICAS OU TALHAS PATENTES............................................... 30 3.1.10. TALHA DIFERENCIAL...................................................................................... 31 3.1.11. TALHA DE PARAFUSO SEM FIM.................................................................... 33 3.1.12. TALHA DE ENGRENAGENS............................................................................ 33 3.1.13. COMPARAÇÃO ENTRE AS TALHAS PATENTES........................................... 35 4. CONCLUSÃO............................................................................................................ 36 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 37

1. INTRODUÇÃO Este trabalho apresenta os sistemas de Fundear e de Laborar de um navio, suas características, finalidade e as partes que os compõem. É de suma importância para aqueles que estudam a teoria dos navios, conhecer esses sistemas, bem como os sistemas de Governo e se Amarração que não são contemplados no mesmo. Veremos as melhores formas de construção e utilização desses sistemas e como os cuidados necessários e conhecimentos mínimos para ter o melhor desempenho desses sistemas no complexo conjunto que constitui o navio.

2. SISTEMA DE FUNDEAR

É o conjunto de todos os equipamentos que se utilizam para manter a embarcação no fundeadouro em portos, canais, rios, entre outros, com o intuito de se evitar que a embarcação seja arrastada pelas forças da correnteza, ventos e ondas.

2.1. COMPOSIÇÃO DO SISTEMA DE FUNDEAR E SUSPENDER Os Sistemas de Fundear e Suspender possuem os seguintes componentes:

- âncoras - amarras - escovéns ou raposas - boças e mordentes das amarras - máquina de suspender - buzinas ou gateiras - paiol da amarra - dispositivos de fixação da amarra no paiol.

A seguir apresentamos duas figuras que ilustram os equipamentos e como são usualmente dispostos nos navios:

1 – Molinete; 2 – Gateira; 3 – Paiol de Amarras; 4 – Paixão da Amarra; 5 – Pino do Braga; 6 – Mordente; 7 – Guia da Amarra; 8 – Beiço; 9 – Tubo do Escovém; 10 – Âncora; 11 – Gola.

1 – Saia do Molinete; 2 – Coroa de Barbotin; 3 – Molinete; 4 – Guia da Amarra; 6 – Beiço; 7 – Tubo do Escovém.

Vamos descrever cada um desses componentes: - Molinete – empregado em navios mercantes, pois nestes é primordial que se aproveite ao máximo o seu volume interior. Geralmente é duplo, ou seja, possui duas coroas e duas saias que estão montadas no mesmo eixo para que um guincho atenda às duas amarras. Pode ser usado para içar e arriar a amarra através da coroa de Barbotin e também para alar as espias ou qualquer outro cabo que exija manobras de peso com muito esforço, através da saia e alar cabos dos aparelhos dos paus-de-carga e outros aparelhos de içar através do sarrilho montado em seu eixo, que denominamos por guincho. - Gateira – é a extremidade do tubo no convés ou a abertura do convés onde o tubo é fixado, ela recebe uma tampa chamada bucha, que possui um rasgo de largura igual à bitola de um elo da amarra, que tem por finalidade impedir a entrada, no paiol, da água que cai na proa pelos golpes do mar. - Paiol da Amarra – compartimento que fica localizado numa coberta, abaixo do cabestrante ou do molinete ele é contíguo à antepara de colisão, por ante-a-ré da mesma. - Paixão da Amarra – é um organéu no fundo do paiol por onde passa o último quartel da amarra. - Pino do Braga – é o pino de fixação da amarra que fica localizado no paiol da amarra, também denominado de gato de escape ou manilha com que se fixa a amarra ao paiol. - Mordente – tem a função de suportar a amarra não permitindo que o esforço de tração seja exercido diretamente sobre a coroa da máquina de suspender. Ele é fixado ao convés e colocado na linha de trabalho da amarra, entre o cabestrante e o escovém, normalmente provido de uma alavanca, que serve para aguentar a amarra, mordendo-a em um dos seus elos.

No mordente comum, constam as seguintes peças: o corpo, o dado ou bloco e a chave do mordente. - Guia da Amarra – dispositivo que serve para guiar a amarra antes de chegar ao beiço do escovém. - Beiço – parte que fica na boca do escovém, sai do convés e geralmente é confeccionado de chapa de aço ou ferro fundido.

- Tubo do Escovém - é o local de estocagem da âncora quando esta não está em uso, sendo também o local de passagem da amarra. É constituído dos seguintes segmentos: Beiço (localizado no convés), Tubo (liga o beiço à gola), Gola (localizada no costado do navio onde fica a âncora quando fora de uso).

- Âncora - elas têm a função de prender a embarcação no fundeadouro; há vários tipos delas e são escolhidas de acordo com a necessidade de fundeio de embarcação.

- Gola – parte saliente do costado, feita de aço fundido.

- Saia do Molinete - tambor fundido cuja periferia é completamente lisa; ela pode ser montada no mesmo eixo da coroa e é empregada para as manobras das espias de amarração ou outras manobras de cabos que necessitem grande esforço. - Coroa de Barbotin – é uma roda fundida tendo a periferia côncava e dentes onde a amarra se aloja e os elos são momentaneamente presos durante o movimento. É preciso que a amarra faça pelo menos meia-volta ao redor da coroa, a fim de que no mínimo três elos engrazem nela; cada coroa serve somente para um certo tipo e tamanho de elos. - Abita – é um cabeço de ferro, situado entre o cabrestante e o escovém, com nervuras salientes chamadas de tetas e serve para dar uma volta redonda com a amarra.

TAMBOR

COROA DE

BARBOTIN

AMARRA

MOLINETE

2.2. ÂNCORAS E SEUS COMPONENTES

Não se pode pensar em âncora sem ligá-la a seus diversos acessórios, alguns dos quais enfocados abaixo. As âncoras são também denominadas “ferros do navio”, elas têm a função de prender a embarcação no fundeadouro.

Há diferentes tipos de âncoras; a que se vê

na figura ao lado é do tipo mais tradicional, âncora Almirantado, uma das mais antigas de que temos notícia, no entanto ela é muito pouco usada atualmente. Antigamente a âncora era colocada a bordo por meio de turcos especiais (turco de lambareiro). Essas fainas eram muito demoradas, até que surgiram outros tipos de âncoras que, por não possuírem cepo, podiam ser içadas diretamente do fundo, por máquinas especiais de suspender, sem necessidade dos turcos de lambareiro e ficar depositadas (guarnidas) na abertura externa do navio (escovém). São chamadas de âncoras patentes. Desse forma as âncoras tradicionais foram deixando de ser usadas.

A figura abaixo mostra um tipo de âncora patente e seus componentes.

2.2.1. TIPOS DE ÂNCORAS

Há diversos tipos de âncoras sem cepo, também chamadas de âncoras patentes, que em geral, recebem o nome do seu fabricante; as diferenças entre elas são mínimas. As mais conhecidas são Byer, Baldt e Dunn.

ANETE

HASTE

UNHA

PATA

BRAÇO

O

A âncora Danforth classifica-se como âncora especial, por ter um cepo

cruzando o seu braço. Ela tem o maior poder de unhamento. Mesmo tendo cepo, a âncora danforth pode gurnir em alguns escovéns.

2.2.1.1. PARTES DA ÂNCORA:

- Haste – barra de ferro bastante robusta, com uma extremidade mais grossa que se une aos braços e na outra extremidade há um furo que recebe o cavirão (pino que a prende o anete). - Braços – são dois ramos que saem da extremidade inferior da haste. Nas âncoras tipo Almirantado os braços são curvos. - Cruz – lugar que serve para unir a haste aos braços. - Patas – são superfícies triangulares, ou bem próximas a esta forma, localizam-se nas extremidades dos braços. - Unhas – são os vértices exteriores da pata.

DUNN BALDT

- Orelhas – são os outros dois vértices da pata, que não são as unhas. - Noz – local onde se enfia o cepo é a parte parcialmente engrossada da haste. - Anete – arganéu ou manilha onde o cavirão passa por um furo que existe na extremidade superior da haste. No anete é talingada (fixada) a amarra. - Cepo – é a barra de ferro que é colocada na parte superior da haste perpendicularmente aos braços. O cepo possui um cotovelo, ou seja, uma dobra de 90°, para que possa ser prolongado com a haste quando a âncora não estiver em uso. O cepo prende-se perpendicularmente à haste porque possui um ressalto de um lado e pode receber uma chaveta do outro, junto à haste. Em ambas as extremidades do cepo há esferas, cuja finalidade é tornar mais difícil eu ele se enterre ao fundo antes da unha aferrar. Palma – é a aresta saliente que se localiza na base inferior dos braços, nas âncoras tipo patente.

ÂNCORA TIPO ALMIRANTADO

Ângulo de presa – em âncoras do tipo Almirantado, é a região (ângulo) formada pela superfície de uma pata e a reta que une a unha ao cavirão do anete; ele vale aproximadamente 150°. Em âncoras tipo patente, refere-se ao ângulo máximo que é formado entre a haste e o plano das patas, cuja medida aproxima-se de 45°. Olhal de equilíbrio – é aquele existente na haste de algumas âncoras, fica em um certo ponto onde a âncora fique em posição horizontal quando for içada por ele. Esse olhal não se emprega em âncoras modernas. 2.2.1.2. PARTICULARIDADES APRESENTADAS PELAS ÂNCORAS PATENTES - não possuem cepo; - a haste articula-se aos braços em geral por meio de um pino que trabalha em uma cavidade em forma de cruz. Quando as âncoras são bem construídas, elas apresentam

determinadas saliências na haste, em seu extremo inferior, fazendo com que seja impossível a haste sair desta cavidade, caso o pino se parta; nas âncoras Baldt esta extremidade da haste tem a forma esférica. O movimento que os braços fazem varia vai de 300 a 450 graus para um dos lados da haste. Deve essa articulação ser bastante justa, em qualquer posição dos braços, de forma a não permitir a penetração de matérias estranhas na cavidade da cruz, pois podem impedir o movimento; - todas as patas têm superfícies largas e posicionadas no mesmo plano pelos braços. Elas seguem uma direção paralela ou quase paralela à haste e posicionam bem juntas à cruz. Os braços juntamente com as patas não devem pesar menos que 3/5 do peso total da âncora; - a base da âncora que é constituída da parte inferior dos braços, possui uma saliência que forma com a palma uma aresta que se apoia no fundo do mar, de forma segura, fazendo com que os braços sejam obrigados a se dirigirem para baixo na hora que houver qualquer esforço sobre a amarra em um sentido horizontal ou quase horizontal e se uma das patas ficar unhada à outra.

Essas âncoras têm uma grande vantagem que é a forma fácil de manobrá-las e arrumá-las a bordo. Pois bem, como possuem os braços articulados, não há necessidade de cepo, e, com isso, pode-se recolher a haste ao escovém onde a mesma ficará alojada. Essa manobra elimina o complicado aparelho que se utilizava nos navios antigos quando ia-se arrumar a âncora.

Como desvantagem dessas âncoras podemos citar seu pequeno poder de unhar que compensamos aplicando um pouco mais de filame (é o comprimento da amarra fora do escovém, com o navio fundeado) à amarra, nos fundos que não boa penetração da unha. 2.2.1.3. OUTRAS ÂNCORAS ESPECIAIS E POITAS Ancorotes – são pequenas âncoras, tipo Almirantado ou patente utilizadas em embarcações miúdas e em navios como ferro auxiliar nas amarrações. Fateixa - ancorote sem cepo e haste cilíndrica. Possui na extremidade superior um arganéu que é o seu anete. Na outra extremidade possui quatro braços curvos que possuem patas e unhas. É utilizada para fundear embarcações miúdas; em geral seus pesos comuns, vão de 10 a 50 quilogramas.

Busca-vida – é uma âncora fateixa que possui quatro ou cinco braços sem patas, e seu terminal tem os braços em ponta aguda. Utilizada para rocegar objetos perdidos no fundo do oceano, como por exemplo: as amarras, as âncoras etc. Seu peso varia de 2 a 50 quilogramas. Fabricada de ferro ou aço doce.

Gata – é uma âncora do tipo Almirantado, porém possui um só braço e tem cepo pequeno para amarrações fixas. Seu peso varia de 500 a 6.000 quilogramas. Ela possui uma manilha na cruz por onde deve-se passar um cano que a faz descer em sua melhor posição de unhar.

Cogumelo– possui forma que corresponde a seu nome (forma de cogumelo), para amarrações fixas. Seu peso pode chegar até 5 toneladas.

Poitas – são feitas de ferro fundido ou de concreto armado e possuem pesos variados, adaptados com um arganéu forte. Em geral, todo peso grande bem amarrado serve de poita. São utilizadas em todas as amarrações fixas.

2.2.1.4. REQUISITOS DAS ÂNCORAS

São os seguintes, os requisitos exigidos no desenho de uma boa âncora:

- possuir poder de unhar rapidamente e suportar firme quando o navio rabear sobre a amarra; - ter facilidade em soltar-se ao ser içada a amarra; - possuir dificuldade para entocar (enrascar-se a amarra nos braços, ou patas da âncora com algumas voltas) ou para encepar (enrascar) a amarra no cepo, pois um ferro entocado ou encepado não fica seguro; - deve ter facilidade de manobra e arrumação a bordo. Observação: quem define o poder de unhar de uma âncora é o seu peso e o seu desenho, em particular o desenho das suas patas. Quando elas têm haste longa e patas agudas fixam melhor num fundo de areia, porém se o fundo é de lama, prefere-se a utilização de patas largas. Em geral, quanto maior a área das patas, melhor elas unharão, no entanto há um limite de tamanho para não diminuir a facilidade de unhar rapidamente. As âncoras são classificadas de acordo com o peso. 2.2.1.5. AÇÃO DAS ÂNCORAS NO FUNDO DO MAR - Âncora Almirantado – quando a âncora é largada o navio leva um ligeiro seguimento para vante ou para ré com a finalidade da amarra não cair sobre a âncora, enrascando-se. Quem toca no fundo primeiramente é a cruz; nesse tipo de âncora, caso a pata não unhe imediatamente, ela tende a cair ficando os braços de forma horizontal e o cepo apoiado sobre uma das extremidades. Mas como estas extremidades possuem esferas que dificultam ao cepo enterrar-se, ela permanece nesta posição, que é instável. Quando o cabrestante, a amarra é tesada e arrasta a âncora, que se deita sobre o cepo, ficando a unha em posição de unhar, enterrando-se então a pata no fundo. Pela curvatura do braço, tenderá a pata a enterrar-se cada vez mais, se a amarra exercer o esforço em direção horizontal ou pouco inclinada sobre o fundo. É preciso dar um filame de amarra muito maior que a profundidade do lugar para se garantir que o esforço aproxima-se do paralelismo ao fundo do mar. Entretanto, somente depois que a âncora unhou e o navio está portando pela amarra é que se solta o freio do cabrestante para dar mais filame à amarra com a finalidade de que o navio seja suportado pelo peso da amarra que ficou no fundo, e não diretamente pela âncora.

Âncoras unhadas no fundo do mar

Se a âncora for bem largada, dificilmente garra. Entretanto, num fundo com pouca dureza, ou se rapidamente o navio rabear, o braço que estava seguro poderá soltar-se; neste caso a âncora tende a rolar sobre si mesma, mas o outro braço unhará, tal como ao ser largada a âncora.

A forma como estão dispostos o braço e a superfície da pata impedem que a âncora seja arrancada por um esforço na direção horizontal ou quase horizontal; ao contrário, um esforço horizontal tende a fazer enterrar mais a pata. Mas se a amarra é içada na direção vertical, como acontece ao suspender-se o ferro, a forma curva do braço tende a trazer a unha para cima, tornando mais fácil a manobra.

- Âncora sem cepo – ao tocar no fundo, a âncora sem cepo deita-se, como os dois braços são articulados a tendência é que ela se afaste da haste e as unhas vão se enterrando, se houver um esforço em direção aproximadamente horizontal.

Se este esforço não for horizontal, o que é mais comum, a âncora tende a rolar sobre si mesma, os braços mudam de posição em relação à haste e este movimento pode prosseguir se o fundo não for macio. 2.2.1.6. CLASSIFICAÇÃO DAS ÂNCORAS A BORDO

Elas são denominadas conforme a sua utilização a bordo.

- Âncoras de leva – são aquelas de serviço do navio na proa. São utilizadas para fundear ou para amarrar, e são conhecidas como ferro de BE e ferro de BB. Ficam próximas à roda de proa, de um e de outro bordo. As maiores atualmente em serviço pesam cerca de 10 toneladas. - Âncoras de roça – têm peso e forma congruentes com as âncoras de leva, são transportadas num escovém que se situa por ante-a-ré delas. Em navios mais antigos tinha eram mais pesada que as âncoras de leva. Os cruzadores modernos levam uma âncora de roça; essas âncoras não são usadas nos navios de guerra pequenos e nos navios mercantes comuns. Elas são fundeadas exclusivamente em caso de emergência, quando as âncoras de leva garram ou são perdidas (elas são chamadas pelos franceses de âncora de esperança). - Âncora da roda – é aquela que se coloca na linha de centro do navio acima da roda de proa, ela substitui em certos navios modernos a âncora de roça. É similar às âncoras de leva e constitui a melhor âncora para fundear em ocasião de mau tempo. É estivada no escovém da roda. - Âncora de popa – é aquela que utilizamos para amarrar o navio de popa e proa em águas estreitas; tem peso que varia de 1/4 a 1/3 do peso das âncoras de leva. Em geral é guardada num escovém a ré, na linha de centro do navio, e manobrada pelo cabrestante AR. As embarcações de desembarque, por terem de aterrar em praia, só usam a âncora de popa. - Ancorotes – utilizadas para manobras auxiliares; possui aproximadamente 1/3 do peso da âncora de popa. Não são guardadas em escovém nem possuem amarra própria. São estivadas em picadeiros especiais e devem dormir em local que possa ser alcançado por uma lança ou um turco. Os navios modernos não levam ancorotes para manobras.

2.2.1.7. NÚMERO DE ÂNCORAS A BORDO

O número de âncoras que são empregadas a bordo dos navios de guerra é, geralmente, o seguinte:

Porta-Aviões

Cruzadores

Contratorpedeiro

Embarcações de

desembarque

Âncoras de leva 2 iguais 2 iguais 2 iguais 0

Âncoras de roça 1 0 ou 1 0 0

Âncoras de popa 1 0 ou 1 0 1

Ancorotes 0 ou 1 0 0 0

Observação: Em geral, os navios modernos não transportam âncoras sobressalentes além das acima citadas, exceto os ancorotes para as embarcações miúdas. 2.2.1.8. PESO DAS ÂNCORAS

O peso das âncoras de leva dos navios baseia-se na experiência satisfatória de outros navios. A Marinha americana adota a seguinte fórmula empírica:

W = K1 D

2/3, sendo:

W = peso da âncora, em libras (1 lb = 0,4536 kg). D = deslocamento normal do navio, em toneladas. K1 = coeficiente, variando de 15 a 25.

Para obter o valor de K1 marca-se em um gráfico os valores de W e D para diversos navios e traça-se uma curva representando a média.

Para os navios mercantes, as Sociedades Classificadoras adotam tabelas próprias, baseadas também na experiência. 2.2.1.9. MATERIAL, PROVAS E MARCAÇÃO DAS ÂNCORAS - Material – elas podem ser feitas de ferro forjado, aço forjado ou aço fundido. Geralmente são de aço fundido com exceção o pino e o anete, que são feitos de aço forjado. - Provas – elas são submetidas a provas mecânicas, veja a seguir: Prova de queda – deixa-se a âncora cair de uma altura de 3,65 metros (12 pés) sobre uma plataforma de aço. Prova de martelamento – com uma marreta de peso maior ou igual a 3 quilogramas; verifica-se o som, que deve ser característico de fundição sem fenda. Prova de dobra – por meio de um corpo de prova, deve-se dobrar 90° a frio, sem se fender. Prova de tração – Feita na âncora por máquina especial.

Observação: As provas acima citadas podem ser feitas pelo fabricante, na presença de fiscal autorizado; para as âncoras dos navios mercantes, elas são feitas pelas Sociedades Classificadoras. - Marcação – na fabricação de âncoras para uso na Marinha do Brasil, há as seguintes marcas, que podem ser fundidas ou feitas a punção: numa das faces, número de série; iniciais do fiscal e nome do fabricante ou nome comercial da âncora; na outra face, peso em libras, ano e mês de fabricação e iniciais da Marinha (MB). Observação: Para os navios mercantes, a American Bureau of Shipping (ABS) recomenda-se que em uma das faces tenham as seguintes marcas para uma âncora patente: - número do certificado, fornecido pelo fiscal; - as iniciais do fiscal que presenciou a prova de tração; - mês e ano da prova de tração; - força aplicada na prova de tração; - iniciais AB, significando que a máquina de prova é reconhecida pela ABS; - peso da âncora, em libras; - iniciais AB, significando que braços e patas foram experimentados pelo fiscal; - peso do braço e patas, em libras; - iniciais do fiscal que presenciou a prova de queda; - número da prova, fornecido pelo fiscal; - mês e ano da prova de queda.

A outra face da âncora é reservada para o nome do fabricante ou o nome comercial da âncora e outras marcas que ele julgue necessárias.

3. SISTEMA DE LABORAR É um sistema composto de moitões ou cadernais, um fixo e outro móvel, bem

como um cabo que fica aparelhado nos moitões ou cadernais. Esse cabo é denominado de beta. Este cabo possui um chicote que é fixado à orelha de um dos cadernais ou moitões e denomina-se por arreigada fixa. Há outro chicote, onde o cabo é alado, como nome é atirador.

Um sistema de laborar tem como objetivo a manobra de um peso com esforço

menor do que seria necessário para movê-lo com um simples cabo. Obtendo-se assim um ganho em força, que denominamos por multiplicação de potência.

Toda e qualquer peça que sirva simplesmente para mudar a direção de um cabo fixo ou de laborar sem que haja multiplicação de potência é denominada de retorno. Logo se tivermos um cabo gurnindo num moitão ou numa patesca então temos a constituição de um retorno. Nos navios utilizam-se várias espécies de sistemas de laborar; o que define o tipo do sistema de laborar é o número de gornes do poleame empregado.

A bordo, utilizam-se, além dos moitões, cadernais de dois e de três gornes, mas nos arsenais e estaleiros empregam-se muitas vezes cadernais de quatro gornes para pesos elevados. 3.1. TIPOS DE SISTEMAS DE LABORAR

Os mais utilizados são:

- Teque – é formado por um par de moitões, um fixo e outro móvel. Um Tirador e arreigada fixa num mesmo moitão. Multiplicação de potência teórica (desprezando o atrito) 2 ou 3 vezes, conforme o tirador gurna no moitão fixo ou no moitão móvel

TEQUE

- Talha singela– constitui-se por um cadernal de dois gornes e um moitão. O cadernal de dois gornes pode ser a parte fixa ou a parte móvel. É um dos sistemas de laborar mais aplicados a bordo para os serviços gerais do convés. O cadernal, de onde sai o tirador, pode ser a parte fixa ou a parte móvel do sistema. No primeiro caso, a multiplicação de potência teórica é de 3 vezes, e no segundo, de 4 vezes.

TALHA SINGELA (TIRADOR SAINDO DO CADERNAL MÓVEL)

- Talha dobrada – constitui-se por um par de cadernais de dois gornes, ficando o tirador e a arreigada fixa num mesmo cadernal. A multiplicação de potência teórica é de cerca de 4 ou 5 vezes, dependendo de onde saia o tirador: do cadernal fixo ou do cadernal móvel.

TALHA DOBRADA

- Estralheira singela – forma-se por um cadernal de três gornes e um cadernal de dois gornes. O cadernal de três gornes pode ser a parte fixa ou a parte móvel do sistema. No primeiro caso, a multiplicação de potência teórica é cerca de 5 vezes, e no segundo, cerca de 6 vezes . - Estralheira dobrada – forma-se por um par de cadernais de três gornes. Tirador e arreigada fixa num mesmo cadernal. Multiplicação de potência teórica, cerca de 6 vezes, se o tirador gurne no cadernal fixo. É muito empregada nos turcos das embarcações pesadas. Comumente não se usa estralheira dobrada com o tirador gurnindo no cadernal móvel; neste caso, a multiplicação de potência teórica seria cerca 7 vezes. 3.1.1. EXAME GRADATIVO E EFEITOS DE VÁRIAS COMBINAÇÕES DE MOITÕES E CADERNAIS: - Um só moitão fixo (retorno) – se tornarmos fixo um moitão e nele gurnirmos um cabo, quando pendurarmos dois pesos iguais, um em cada chicote, os dois pesos tendem a se equilibrar, dessa forma, o moitão serve apenas como retorno.

Se, ao invés de dois pesos, colocarmos agora um peso P num dos chicotes e no outro aplicarmos uma força F para equilibrá-lo, verificamos que esta força F, para fazer o equilíbrio, tem de ser igual a P. Assim, no caso da figura, sendo P um peso de 1 quilograma, a balança de mola representada em B, para medir a força F exercida neste ponto, indicará 1 quilograma.

RETORNO (OU MOITÃO FIXO) RETORNO (OU MOITÃO MÓVEL)

“Façamos abstração do atrito da roldana e da rigidez do cabo. Se a força de 1 quilograma for excedida, aumentando-se o esforço exercido em Q, o peso P mover-se-á para cima e o ponto Q afastar-se-á para baixo da mesma distância, e a balança B continuará marcando 1 quilograma, pois as tensões em B e P são iguais, ou seja, a força F aplicada no tirador é igual a P, que representa o peso que se quer içar. A força dirigida para baixo e aplicada em C será igual a 2 quilogramas. O excesso sobre 1 quilograma exercido em Q fez mover o peso P, e seu valor dependerá da velocidade de movimento. Se, na unidade de tempo P sobe 1 metro, Q desce 1 metro, a velocidade de P será igual à de Q. Enfim, um retorno serve apenas para mudar a direção de um cabo, não havendo multiplicação de potência.”

- Um só moitão móvel – Se invertermos a posição do aparelho acima descrito e fazendo fixo um dos chicotes do cabo no olhal C, teremos um moitão móvel. Se colocarmos no gato do moitão um peso P de 2 quilogramas. Ainda haverá equilíbrio, mas a balança B marcará 1 quilograma. Isto significa que a força F exercida em Q é igual à metade do peso a içar, pois a outra metade passou a ser suportada pelo olhal C, onde fizemos fixo o chicote. Então F = P/2, e diz-se que a multiplicação de potência é igual a 2. Se desprezarmos o atrito da roldana e a rigidez do cabo e aumentarmos um pouco a força F aplicada em Q, o peso P mover-se-á para cima, mas a balança continuará marcando 1 quilograma. Se, na unidade de tempo, suspendermos P de 1 metro, Q subirá 2 metros, diminuindo cada uma das pernadas de 1 metro; então, se chamarmos v a velocidade de movimento do peso e V a velocidade do ponto Q, teremos V = 2v. - Um moitão móvel e um moitão fixo – Teque – se acrescentarmos um moitão fixo (retorno) ao moitão móvel considerado no caso anterior, para mudar a direção do tirador, as condições de equilíbrio manter-se-ão inalteradas, pois a tração no tirador t

deve ser igual à soma das forças exercidas nas pernadas do moitão móvel, ou seja,

ainda neste caso.

Mudando-se o ponto de fixação do chicote de C para

o moitão fixo, teremos um teque, no qual as condições são idênticas. - Talhas: singela e dobrada – Se aumentarmos uma roldana no moitão inferior, ao teque considerado no caso anterior, fazendo nela gurnir o tirador t, teremos uma talha singela; pelo mesmo raciocínio, veremos que as tensões são iguais em todas as pernadas, ao sustentarmos um peso P em repouso. Como são quatro pernadas, inclusive o tirador, sustentando o peso colocado no cadernal móvel, sendo este peso de 4 quilogramas, haverá um esforço em cada pernada igual a 1 quilograma. A multiplicação de potência é igual a 4 e teremos: Se acrescentarmos uma roldana no moitão fixo a esse sistema, teremos uma talha dobrada e as condições se conservarão as mesmas, pois a nova roldana serve apenas de retorno para mudar a direção do tirador. - Sistema de laborar com qualquer número de gornes – o raciocínio a ser aplicado é o mesmo para um sistema de laborar qualquer, pois fica claro que, em todos os casos anteriores, a multiplicação de potência é definida pelo número de partes de cabo que saem do cadernal móvel. Assim, podemos chamar de n esse número, teremos:

, que resultará na seguinte regra prática para determinar qual a

multiplicação de potência de um sistema de laborar, abstraindo o atrito das roldanas e a rigidez do cabo: “Passa-se um plano imediatamente acima do cadernal – ou moitão – ao qual está fixado o peso; o número de partes do cabo cortadas por esse plano exprime a relação entre o peso e a força aplicada e também entre as velocidades de movimento do ponto de aplicação desta força e daquele peso.” Abaixo há uma figura onde fica facilmente verificada essa regra. Lá temos vários sistemas de laborar usados na prática, todos eles com o tirador saindo da parte fixa do sistema; as multiplicações de potência são:

TALHA ESTRALHEIRA

Retorno Teque Singela Dobrada Singela Dobrada

1/1 1/2 1/3 ¼ 1/5 1/6

Se invertermos a posição da figura geral abaixo e considerarmos o peso

engatado no moitão ou cadernal de onde sai o tirador (o qual seria, então, a parte móvel do sistema), aplicando a regra acima teremos, respectivamente:

1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7

Com isso, sempre que for aplicável, devemos ter o maior número de gornes no

cadernal móvel. Quando os dois moitões ou cadernais têm o mesmo número de gornes, aparelha-se o sistema de modo a ter o tirador na parte móvel. Isso, entretanto, nem sempre é possível, pois quando se tem um peso para içar, como no caso dos aparelhos dos turcos, o tirador sai sempre do cadernal fixo. Mas, no caso dos amantes dos paus-de-carga, ou se quisermos alar um peso em posição horizontal sobre o convés, pode-se sempre trabalhar com o tirador na parte móvel.

Figura mostrando a multiplicação de potência e a distribuição dos esforços nos diferentes sistemas de laborar.

Retorno Teque Talha

Singela Talha

Dobrada Estralheira

Singela Estralheira Dobrada

Relação entre a força aplicada ao tirador e o peso P

A = P

A = P/2

A = P/3

A = P/4

A = P/5

A = P/6

Desprezando atrito

Considerando o atrito

A = Força aplicada no tirador para içar o peso, em quilogramas. B = Esforço no gato fixo ao ser içado o peso, em quilogramas. C = Esforço no gato fixo ao ser arriado o peso, em quilogramas. D = Esforço na arreigada fixa ao ser içado o peso, em quilogramas. E = Esforço na arreigada fixa ao ser arriado o peso, em quilogramas. P = Peso de 1 tonelada = 1.000 quilogramas.

3.1.2. RENDIMENTO (R) Anteriormente verificamos que a multiplicação de potência adquirida por um sistema de laborar é igual ao número de partes do cabo que saem do moitão, porém essa afirmação é puramente teórica.

Na prática, essa multiplicação de potência teórica é bastante reduz-se devido à rigidez do cabo e, em especial, devido ao atrito, quer do cabo sobre as roldanas, quer destas sobre o perno. Portanto, no sistema de laborar chama-se de rendimento à relação entre o peso a içar e a potência, isto é, a força que realmente é aplicada para içá-lo multiplicada pelo número n de partes de cabo que vão ter ao cadernal móvel:

Num cálculo do rendimento com bastante rigor de um sistema de laborar, deve-se levar em consideração a rigidez do cabo e o atrito do cabo sobre as roldanas e das roldanas sobre o perno. O rendimento depende, então, da bitola do cabo e dos diâmetros das roldanas e do perno respectivo. Entretanto, para um cálculo aproximado, a bordo, as resistências passivas parciais são avaliadas em 10% do peso a manobrar, para cada roldana em que o cabo labora. Isto é, não se leva em conta o tamanho do poleame ou a bitola do cabo, mas somente o tipo do aparelho.

Vamos exemplificar: uma talha dobrada, com o tirador gurnindo no cadernal fixo, tem uma multiplicação de potência teórica de 1 para 4. Como o cabo gurne em quatro roldanas, admitindo as forças passivas como sendo 10% do peso P a manobrar, considera-se que esse peso P fica aumentado de 40%. Então, a força F aplicada ao tirador, em vez de P/4, será:

Então, a força F, no tirador, ficou aumentada de 40% em relação ao valor

teórico. Suponhamos que o peso a içar é de 400 quilogramas e utilizamos uma talha dobrada. A força F, no tirador, será:

quilogramas e o rendimento será:

Se o cabo de laborar é novo ou está molhado, as resistências parciais devem

ser avaliadas, para cada roldana, entre 10 e 15% do peso a manobrar, este valor pode chegar até 20%, se o cabo é novo e de grande bitola e empregado para suportar um esforço relativamente fraco, pois a rigidez, neste caso, tem uma influência preponderante sobre a perda de rendimento. Para um cabo usado e seco, as resistências passivas podem ser avaliadas em 8% do peso a manobrar.

As experiências práticas para determinação do rendimento de vários sistemas de laborar mostram resultados variáveis, pois este coeficiente depende não somente da qualidade com que o poleame é fabricado (e, principalmente, do tipo de roldana nele usado), mas, também, da bitola e da qualidade do cabo. Entretanto, para qualquer tipo de aparelho, o rendimento diminui com o aumento do número de roldanas.

A tabela abaixo mostra os rendimentos dos sistemas de laborar com cabos de fibra novos e usados, sendo estes valores obtidos pela prática. As provas foram realizadas em cadernais do tipo comum, sob condições normais de uso, nem sempre estando eles em posição correta e sendo deficiente a lubrificação das roldanas.

De acordo com o que foi dito, considerando-se a necessidade de prolongar ao máximo a vida útil dos cabos, deve-se admitir que as roldanas dos cadernais e moitões usuais são relativamente pequenas; mas, por motivos de ordem prática, não é conveniente adotar poleame de tamanhos maiores. A tabela abaixo refere-se a cadernais do tipo comum, com roldanas autolubrificadas, para cabos de aço 6 x 19.

Na tabela abaixo, publicada por Reisenberg no seu Seamanship, encontra-se a multiplicação de potência teórica, a multiplicação de potência real e o rendimento de alguns sistemas de laborar. A referida tabela é de grande valor, porque mostra os diferentes rendimentos obtidos, conforme o tipo de roldana adotado.

3.1.3. DISTRIBUIÇÃO DE ESFORÇOS NUM SISTEMA DE LABORAR

Pode-se admitir um rendimento prático baseado numa perda de 10% para cada roldana, vejamos como é distribuído o esforço no conjunto.

Exemplificando, vamos considerar uma talha dobrada, isto é, dois cadernais de dois gornes cada um. Se um peso está em suspensão estática, a tensão em qualquer pernada do cabo será a mesma.

Se o peso está sendo içado, e para isto se exerce uma tração t1 = 100

quilogramas no tirador, as forças de tração nas 4 pernadas, considerando uma diferença de 10% para cada roldana, serão:

t1 t2 t3 t4 t5 t2 + t3 + t4 + t5 = 300 quilos

100 90 80 70 60

Isto significa que o esforço é máximo no tirador, e mínimo na arreigada fixa,

porque o atrito não atuou nesta parte do cabo. O cadernal inferior suporta um esforço de 300 quilogramas, para a força de 100 quilogramas no tirador. O cadernal superior sustenta ainda a força no tirador, ou seja, 300 + 100 = 400 quilogramas, além do peso da talha.

Se a talha estivesse invertida, ou seja, se o tirador gurnisse no cadernal móvel, para os mesmos 100 quilogramas de força no tirador, estaríamos içando um peso de 400 quilogramas e o cadernal fixo sustentaria somente 300 quilogramas. Caso estivéssemos arriando o peso, seria o contrário: haveria uma tensão de 100 quilogramas na arreigada fixa e o tirador ficaria sob a tensão de 60 quilogramas.

Vale a pena observar a regra: “Quando se iça, a tensão máxima será no tirador da talha, diminuindo deste para a arreigada fixa; quando se arria, a tensão máxima está na arreigada fixa.”

O cadernal onde está feita a arreigada fixa suporta uma pernada a mais que o outro cadernal; se for conveniente, pode-se, então, desfazer essa arreigada fixa e fazê-la num ponto vizinho do cadernal, que passa a sustentar um esforço diminuído da tensão naquela pernada.

A figura mostra a distribuição de esforços nos diferentes tipos de sistemas de laborar, com os números representando as médias das observações práticas feitas içando e arriando uma carga de 1.000 quilogramas. Esses números não podem ser tomados como dados precisos, mas dão uma ideia de como são diferentes as tensões nas diversas partes dos aparelhos e confirmam, com bastante aproximação, as fórmulas e observações citadas anteriormente.

Pode-se verificar, por exemplo, que no caso de um simples retorno, o esforço exercido no gato do moitão é maior que o dobro do peso que se iça. Esse esforço é igual, em qualquer aparelho, ao peso a içar + peso do aparelho + força exercida no tirador. Para um mesmo sistema de laborar e mesmo peso a içar, a força exercida no tirador depende de ficar o peso em repouso, ou sendo içado, ou sendo arriado e também varia com a velocidade do movimento de içar ou arriar.

As grandes velocidades de movimento aumentam muito a tensão em cada pernada do aparelho; há sempre menor tensão quando se arria um peso do que quando ele é mantido em repouso, aguentando-se pelo tirador. Estas velocidades de movimento não são levadas em conta nas fórmulas e cálculos apresentados neste capítulo, pois se admite que os sistemas de laborar de bordo trabalham sempre com moderadas velocidades de movimento.

3.1.4. SISTEMAS DE LABORAR CONJUGADOS

Quando aboçarmos um sistema de laborar ao tirador de um outro sistema, obteremos uma notável multiplicação de potência.

Com efeito, suponhamos um peso P de 1.200 quilogramas que se deseja içar por meio de duas talhas singelas conjugadas. No estado de equilíbrio, cada pernada da primeira talha sustenta um esforço igual a P/3, ou seja, 400 quilogramas. Cada pernada de cabo da segunda talha tem, portanto, de suportar um esforço de 400/4, isto é, 100 quilogramas. Isto importa em dizer que, com este sistema, o equilíbrio faz-se na relação: P/4.3. De modo geral, indicando por n e m o número de pernadas que partem do cadernal móvel de cada sistema, teremos:

sendo a força aplicada.

SISTEMAS DE LABORAR CONJUGADOS Para ilustrar melhor, vamos supor que queremos aplicar um teque ao tirador de

uma talha dobrada. Há quatro combinações destes sistemas, isto é, a talha pode ser aparelhada de modo a ter uma multiplicação de potência igual a 4 ou 5 vezes e o teque também pode ter uma multiplicação de potência de 2 ou 3 vezes. Podemos, portanto, usar as seguintes combinações:

MULTIPLICAÇÃO DE POTÊNCIA

Desconsiderando as resistências passivas Considerando as resistências passivas

(1/4).(1/2) = 1/8 (14/40).(12/20) = 168/800, ou 1/5

(1/4).(1/3) = 1/12 (14/40).(12/30) = 168/1200, ou 1/7

(1/5).(1/2) = 1/10 (14/50).(12/20) = 168/1000, ou 1/6

(1/5).(1/3) = 1/15 (14/50).(12/30) = 168/1500, ou 1/9

3.1.5. MODO DE APARELHAR UMA ESTRALHEIRA DOBRADA

Os teques, talhas e estralheira singela mostrados na figura acima são fáceis de aparelhar e aqui lembraremos, como regra geral, que a arreigada fixa é feita no mesmo poleame, onde gurne o tirador, quando os poleames são iguais, e no outro poleame, quando eles são desiguais.

MODO DE APARELHAR UMA ESTRALHADEIRA DOBRADA

Para um iniciante, uma estralheira dobrada é mais difícil de aparelhar e, por isto,

explicaremos como proceder, acompanhando a figura acima. Coloquemos os dois cadernais sobre o convés, com os gatos em posições

opostas. O cadernal onde gurnir o tirador deve possuir orelha para a arreigada fixa, e será colocado com os gornes voltados para cima (perno paralelo ao convés); este será denominado de cadernal A. O outro, que será o cadernal B, fica deitado sobre uma das paredes (perno perpendicular ao convés). Os cadernais devem ficar bem próximos um do outro; toma-se o chicote do cabo, que será a beta do aparelho, e faz-se gurnir por todos os gornes, na ordem numérica indicada na figura, começando pelo gorne central do cadernal A e terminando pelo gorne central do cadernal B. Observa-se que, deste modo, as pernadas de cabo se cruzam, havendo sempre uma tendência, nas estralheiras dobradas, para os dois cadernais ficarem perpendiculares um ao outro. O tirador deve gurnir no gorne central do cadernal, porque, em caso contrário, quando a força for aplicada no tirador, o cadernal de onde ele sai poderá virar, e o cabo ficará mordido na caixa, furando a estralheira. E, se o esforço for grande, o tirador, quando gurnindo em um dos gornes laterais, poderá, deste modo, exercer sobre a parede do cadernal uma força suficiente para quebrar a caixa.

3.1.6. CARGA DE TRABALHO DOS SISTEMAS DE LABORAR

Sabe-se que, para cada poleame, os fabricantes fazem a indicação da bitola do cabo que nele deve trabalhar. Então, se conhecermos a multiplicação de potência de determinado aparelho, poderemos basear o cálculo da carga de trabalho desse aparelho na carga de trabalho do cabo, a qual será a tensão máxima a que devemos submeter o tirador. É este o processo empregado nas aplicações práticas a bordo, tal como adotaremos nos problemas no capítulo abaixo apresentado.

As cargas de trabalho indicadas nas tabelas a seguir são referidas às cargas de trabalho dos moitões e cadernais, e não ao cabo. Considerando que um moitão ou cadernal não suporta o mesmo esforço que é capaz de aguentar o cabo novo a ser usado nele, vemos que as referidas tabelas concedem ótima reserva de segurança para o cabo. Por isto é que, nas tabelas, é dada a mesma carga de trabalho, por exemplo, para um teque (dois moitões) e uma talha singela (um moitão e um cadernal). Realmente, a carga de trabalho foi calculada ali para o cadernal fixo, que normalmente aguenta o peso total. 3.1.7. REGRAS PRÁTICAS - aplicar, sempre que for possível, o cadernal onde gurne o tirador no peso que se deseja alar; - para diminuir o esforço sobre o cadernal fixo, fazer, se possível, a arreigada fixa fora do mesmo cadernal; - içando um peso, o tirador suporta a tensão máxima e a arreigada fixa a tensão mínima; arriando, será o contrário; - a passagem do tirador por uma patesca, para retorno, aumenta de 5 a 10% a força a aplicar, conforme a bitola do cabo, para um ângulo de 90°; de 10 a 20%, para um ângulo de 180°; - para os aparelhos de manobra das embarcações, pode-se usar, praticamente, a seguinte multiplicação de potência: Talha dobrada: 3 Estralheira dobrada: 3,7; - o que se ganha em força, perde-se em tempo, pois tem-se um comprimento maior que alar no tirador; - admite-se que um homem pode alar, por um cabo singelo que labora em um retorno, sem atrito:

– um peso de 12 quilogramas caminhando em passo natural (velocidade de 0,833 metros por segundo ou 50 metros por minuto),

– um peso de 24 quilogramas caminhando devagar, – a metade do seu próprio peso ou, em média, 34 quilogramas alando por

lupada; e

- o melhor modo de engatar uma talha em um cabo que não tenha alça é pela boca-de-lobo.

3.1.8. PROBLEMAS

Admitindo-se que as resistências passivas sejam iguais a 10% do peso P a ser içado, para cada roldana em que o cabo labora e chamando n o número de roldanas, pode-se dizer que o peso fica aumentado de nP/10. Isto é, o peso a considerar no aparelho é P + nP/10.

Chamando F a força aplicada no tirador e m a multiplicação de potência teórica, teremos:

A multiplicação de potência teórica m é igual ao número de roldanas n, quando

o tirador sai do cadernal fixo, e é igual a n + 1, quando o tirador sai do cadernal móvel. Exemplo 1 – Deseja-se saber a circunferência do cabo de manilha de três cordões capaz de içar com segurança um peso de 1.000 quilogramas por meio da estralheira dobrada de um turco.

Neste caso, n = m = 6; P = 1.000 quilogramas.

Portanto,

Logo,

a carga de trabalho no tirador, . Usando o fator de segurança igual a 10, deve-se procurar na tabela acima, o

cabo cuja carga de ruptura seja igual a 2.666 quilogramas, isto é, o cabo de

de

circunferência.

Exemplo 2 – Deseja-se saber qual o peso que certo aparelho pode içar com segurança. O aparelho é uma talha dobrada (n = 4), cujo tirador sai do cadernal fixo (m = 4); foi medida a circunferência do cabo (4 polegadas). De acordo com a tabela acima, a carga de ruptura do cabo de 4 polegadas é 6.800 quilogramas. Admitindo o fator de segurança igual a 10, a carga de trabalho no tirador deve ser 680 quilogramas.

A fórmula dá:

quilogramas. Exemplo 3 – Tem-se uma embarcação de 2 toneladas para içar num par de turcos com estralheira dobrada, devendo o tirador passar por uma patesca no convés. Pede-se: (1) qual a força a aplicar no tirador; (2) qual a circunferência do cabo; (3) qual o número de homens necessários para guarnecer cada tirador, alando por lupadas e de leva-arriba. a. Força a aplicar no tirador – O número n de roldanas em que passa o cabo é 7 (incluída a patesca) e o número m de pernadas que sai do cadernal móvel é 6. Cada

turco deve aguentar a metade do peso da embarcação, isto é, 1.000 quilogramas.

Então:

quilogramas.

b. Circunferência do cabo – Admitindo um fator de segurança igual a 10, procuraremos um cabo cuja carga de ruptura seja igual a 2.833 quilogramas. A tabela acima indica o cabo de manilha de 2½ polegadas de circunferência. c. Número de homens necessários para guarnecer cada tirador, alando por lupadas e de leva-arriba – O esforço a ser aplicado no tirador é de 283,3 quilogramas. São necessários, portanto:

Alando por lupadas:

homens.

Alando de leva-arriba:

homens.

3.1.9. TALHAS MECÂNICAS OU TALHAS PATENTES: - Função – Içar ou arriar grandes pesos com uma força relativamente pequena. - Vantagens: - possuem grande multiplicação de potência; - podem ser manobradas por 1, 2 ou 3 homens apenas; - atrito mínimo; - ocupam menos espaço que qualquer outro sistema de laborar de mesma potência; - mantêm os pesos suspensos quando se deixa de exercer esforço no tirador. - Desvantagens: - são aparelhos pesados; - são lentos (o que se ganha em força, perde-se em velocidade); - possuem pequeno curso do gato, limitando muito a altura a que o objeto pode ser içado. - Aplicação: Podem ser aplicadas em todos os locais de bordo onde, ocasionalmente, seja necessário içar grandes pesos. Pelas desvantagens acima assinaladas, entretanto, não são empregadas nos serviços usuais do convés. A figura abaixo mostra como aduchar uma talha.

COMO ADUCHAR UMA TALHA

- Tipos – os tipos usuais são três: talha diferencial, talha de parafuso sem fim e talha de engrenagens. - Classificação – para cada tipo, classificam-se conforme a capacidade, isto é, o peso máximo que permitem o seu são içamento. 3.1.10. TALHA DIFERENCIAL

É o mais antigo tipo de talha patente e é chamada muitas vezes por talha Weston. Constitui-se por duas roldanas metálicas A e B, de raios r e r' ligeiramente diferentes, que se unem num só bloco e gira em torno de um mesmo eixo, e por uma outra roldana C, cujo raio é menor que o daquelas, em cuja caixa é aplicado o peso P que deverá ser içado. Uma corrente sem fim gurne numa das roldanas superiores A, passa, em seguida, pela roldana inferior C e gurne depois pela outra roldana superior B. Os goivados das roldanas possuem dentes onde engrena a corrente.

Para içar o peso, aplica-se a força F à parte t da corrente, ficando branda a parte t’. Para arriar será o inverso, isto é, aplica-se a força em t’. Supostas paralelas as duas pernadas que, saindo de cada uma das roldanas superiores, vêm gurnir na roldana inferior, cada uma delas suportará um esforço igual a P/2. Estes esforços f e f’, que são resultantes do peso P, têm efeitos opostos sobre as roldanas superiores, pois uma tende a fazê-las girar no sentido de içar e outra no sentido de arriar. Portanto, quando se aplica a força F para içar o peso, f será uma força motora e f’ uma força resistente.

As condições de equilíbrio do sistema verificam se quando a soma dos momentos de potência das forças f e F iguala o momento de resistência da força f’.

Explicando melhor, a roldana A é solicitada, no sentido de içar, pela força F, cujo momento é F.r, e também pela força motora f aplicada na roldana B, cujo momento é f.r’, ou P/2.r’ (f e f’ são as resultantes do peso P aplicado às duas pernadas da corrente). A força resistente tem o momento igual a f’.r, ou seja, P/2.r. Assim, para haver equilíbrio:

Percebe-se, pela fórmula acima, que a força F aplicada no tirador será tanto

menor quanto menor for a diferença r - r’ entre os raios. Na fórmula, os raios podem ser substituídos pelo número de dentes das respectivas roldanas. As talhas são construídas dando-se a r - r’ um valor muito pequeno (diferença de 1 dente entre as roldanas A e B) de modo a obter grande multiplicação de potência.

Deixando-se de aplicar a força F no tirador t da talha, as roldanas superiores ficarão sob a ação dos esforços opostos f e f’ que, como foi dito, teoricamente Igualam-se; entretanto, pelo fato dos momentos dessas forças serem ligeiramente diferentes por causa da diferença entre os raios r e r’, a talha tenderá a movimentar-se sob a ação do peso P. Mas será feita a compensação por meio dos atritos, de modo que o peso mantenha-se suspenso, sem arriar, em qualquer ocasião em que se deixar de exercer esforço no tirador.

TALHA DIFERENCIAL

Como exemplo, vamos supor que caibam 16 elos de corrente na roldana maior A

e 15 elos na roldana B. Então para içar um peso de 1 tonelada, teremos:

quilogramas.

Ao serem alados 16 elos de corrente pela roldana maior, a pernada de corrente

da roldana menor, pelo mesmo efeito, é abaixada de 15 elos e, como consequência, o peso será içado de 1 elo de corrente. No caso desta talha, a multiplicação de potência será de:

Classificam-se as talhas pelo peso máximo que elas suportam, variando

correspondentemente o curso do gato. O peso máximo é marcado na própria talha e nunca poderá ser excedido, sob pena de avaria e acidente grave. A tabela abaixo mostra os tamanhos que mais são usados:

TALHA PARA CURSO DO GATO

1/4 de tonelada inglesa (longa) * 1,40 metro

1/2 tonelada inglesa (longa) 1,50 metro

1 tonelada inglesa 1,78 metro

1½ tonelada inglesa (longa) 1,78 metro

2 toneladas inglesas (longas) 1,75 metro

* Uma tonelada longa equivale a 2.240 libras ou 1.016 kg 3.1.11. TALHA DE PARAFUSO SEM FIM

Nela, uma corrente gurne numa roldana onde no eixo há um parafuso sem fim; este parafuso movimenta uma roda dentada, que é rigidamente ligada a uma segunda roldana, onde sua corrente engata-se o peso. As duas roldanas são perpendiculares entre si. A multiplicação de potência depende da engrenagem. A talha não se movimenta sob a ação do peso, porque o movimento do parafuso sem fim é irreversível. Os tamanhos mais usados são:


1/2 tonelada inglesa 2,11 metros

1 tonelada inglesa 2,05 metros

2 toneladas inglesas 2,21 metros



TALHA DE PARAFUSO SEM FIM

3.1.12. TALHA DE ENGRENAGENS

Este tipo de talha também chama-se de epicíclica. A força transmite-se por meio de rodas dentadas. Uma corrente serve de tirador na roldana “k”.

O eixo de “k” gira livremente pelo interior da roldana “h” e é rigidamente ligado à engrenagem “d”. A engrenagem “d” engraza com “c”, que é solidária com “b”, e “b” engrena com os dentes da carcaça da talha em “a”. O eixo em que “b” e “c” giram é firmemente fixado em “h”. As engrenagens “b” e “c” são duplas e defasadas de 180° para balancear e aumentar a força da talha. Algumas vezes utiliza-se um conjunto de três engrenagens defasadas de 120°.

Ao se aplicar a força do tirador, movimenta-se a engrenagem “d”, que transmite o movimento às engrenagens “c” e “b”, que, impossibilitadas de girar porque estão engrenadas com os dentes da carcaça fixa, iniciam um movimento planetário percorrendo o interior dentado e circular da carcaça, fazendo girar a roldana “h”, que sustenta o peso a ser içado.

O deslocamento angular da roldana “k”, e, portanto da engrenagem “d”, em função do deslocamento angular da roldana “h”, e, portanto, do deslocamento angular da engrenagem “b” ao longo da carcaça dentada, será dado pela fórmula:

(

) onde:

Wk – deslocamento angular de k; Wh – deslocamento angular de h; Na – número de dentes da engrenagem “a”; Nc – número de dentes da engrenagem “c”; Nb – número de dentes da engrenagem “b”; Nd – número de dentes da engrenagem “d”.

TALHA DE ENGRENAGENS

Ela também possui um freio na roldana do tirador, permitindo que o peso seja elevado, lentamente, sem o perigo de retroceder.

Pelo fato do atrito ser tão reduzido neste tipo de talha é possível trabalhar com grande velocidade de movimento sem reduzir a multiplicação de potência, em comparação com uma talha de outro tipo e mesma capacidade. Observa-se na tabela abaixo que o rendimento mecânico de uma talha de engrenagens é praticamente o dobro do que se obtém nos outros tipos. As mais utilizadas são:


1/2 tonelada inglesa 2,13 metros

1 tonelada inglesa 2,06 metros




3.1.13. COMPARAÇÃO ENTRE AS TALHAS PATENTES A tabela abaixo apresenta a carga máxima de cada tipo de talha e o número de homens necessários para içá-la aplicando sua força normal.

Além desses dados, a tabela mostra a força que é exercida na corrente para içar o peso máximo permitido e a velocidade de movimento. Ela foi organizada para três tipos de talha por Yale & Towne Co., Filadélfia, EUA, e não varia muito para outros fabricantes.

A velocidade de movimento da corrente, para içar, depende da força aplicada e do número de centímetros de corrente que é necessário alar para mover o peso de um centímetro. As velocidades dadas na tabela são para içadas de pequena altura, feitas por homens que tenham prática. Para uma içada contínua, deve-se usar 2/3 dos valores dados para a velocidade de movimento para içar.

A talha de engrenagem é içada ou arriada mais rapidamente que as outras. A de parafuso sem fim é mais leve que a de engrenagens, toma menos espaço que as demais e trabalha bem em qualquer posição. A talha diferencial é a mais leve de todas.

CONCLUSÃO Percebe-se claramente que, de um modo geral, a abordagem feita no presente trabalho envolve dois temas de muita importância na construção naval, Sistemas de Fundear e Sistemas de Laborar. A pesquisa foi intensa, envolveu momentos de dedicação, interpretação, correlação, cópia etc. Acredita-se que, devido ao fato de haver um vasto conteúdo que envolve a construção, os trabalhos permitem o aprofundamento de temas, uma maior concentração e estimula a pesquisa em grupo. Pode-se perceber o quanto é importante para o Técnico em Construção Naval ter conhecimentos acerca dos Sistemas de Fundear e Laborar que se apresentam ao longo deste trabalho.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

FONSECA, Maurílio Magalhães. Arte naval. Rio de Janeiro: Serviço de Documentação da Marinha, 2005. Marinha do Brasil – Ensino Profissional Marítimo. Disponível em: <http://www.scribd.com/doc/38607132/cfaq-e-1-marinharia>. Acesso em: 22 de janeiro de 2013.

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