ESTABILIDADE DE PLATAFORMAS SEMISUBMERSÍVEIS: TEORIA E CONTROLE DE EMERGÊNCIASELABORAÇÃO: SÉRGIO NOGUEIRA COLABORAÇÃO: MARCIO LUIS MACEDO DE SOUZA SÉRGIO CARDOSO TÉLIO BRAZ BOAVENTURA REVISÃO 02 FEV/2002 2 ESTABILIDADE DE PLATAFORMAS SEMI-SUBMERSÍVEIS: TEORIA E CONTROLE DE EMERGÊNCIAS ÍNDICE ASSUNTO Página 1.CONCEITO 2. POR QUE SEMI-SUBMERSÍVEL? 3. SISTEMA DE REFERÊNCIA, CONVENÇÃO DE SINAIS E NOMENCLATURA: 3.1 Sistema de coordenadas e eixos de referência 3.2 Nomenclatura básica: 3.3 Movimentos e Inclinações: 4. EQUILÍBRIO 4.1 Conceito 4.2 Tipos de equilíbrio 4.3 Conclusões Importantes 5. FORÇAS QUE ATUAM NA PLATAFORMA E RESPECTIVOS PONTOS DE APLICAÇÃO 5.1 Força peso (P ou ∆) 5.2 - Empuxo (E) 5.3 Conclusões Importantes 6. EQUILÍBRIO DE UM CORPO FLUTUANDO 6.1 Equilíbrio sem influência externa 6.2 Equilíbrio com influência externa 6.3 Conclusões Importantes 7. DETERMINAÇÃO DO MOMENTO DE RETORNO (Mr) 7.1 Método dos Pequenos Ângulos 7.1.1 Formulação matemática 7.1.2 Conclusões Importantes 7.2 Método dos Grandes Ângulos 7.2.1 Curva de Estabilidade Estática - C.E.E 7.2.2 Conclusões Importantes 7.3 Comparação entre os Métodos dos Pequenos e Grandes ângulos 8. EFEITO DA SUPERFÍCIE LIVRE NA ESTABILIDADE 8.1 Conclusões Importantes 9. TESTE DE INCLINAÇÃO E PESO LEVE 9.1 Conclusões e Recomendações Importantes 38 3 5 6 7 7 8 10 12 12 13 14 16 16 17 18 20 20 21 22 23 24 24 26 27 29 30 31 32 34 35 SUBDIVISÃO.4.1 Entidades Estatutárias e Sociedades Classificadoras (S.2 Filosofia dos regulamentos 10.10) 10.3 Critério de estabilidade intacta (apenas vento) 10.) 10.4.4 Critério de Estabilidade em avaria (alagamento + vento) 10.2 Alagamento de um ou mais compartimentos segundo extensão de avaria (IMO MODU 3. ESTABILIDADE E BORDA LIVRE 57 BIBLIOGRAFIA 72 39 39 40 41 42 42 43 44 44 46 47 48 49 49 51 51 52 54 56 4 .1 Alagamento de um compartimento (IMO MODU 3. CRITÉRIOS DE ESTABILIDADE INTACTA E EM AVARIA 10.4) 10. FATORES QUE LIMITAM UM CARREGAMENTO QUALQUER 14.3) 10. CURVA DE KG MÁXIMO 12.3 Região e extensão da avaria (IMO MODU 3.1 Providências no caso de expectativa de ventos acima de 70 nós 15.5.4.5 Critério geral (condições intermediárias) 11. BOLETIM DE ESTABILIDADE 14.2 Providências no caso de alagamento e parada dos geradores principais ANEXO I: DEFINIÇÃO E CÁLCULO DO CENTRO DE GRAVIDADE ANEXO II: CURVA DE KG MÁXIMO ANEXO III: CODE FOR THE CONSTRUCTION AND EQUIPMENT OF MOBILE OFFSHORE DRILLING UNITS.4. 1989 (1989 MODU CODE) .10. CONTINGÊNCIA PARA AVARIA E PREVISÃO DE MAU TEMPO 15. LIMITAÇÕES ESTRUTURAIS 13.C.CAPÍTULO 3 .1 Conclusões e Recomendações Importantes 15.4. • Deslocamento de pesos: avaria (embarque de água). Navio de passageiros > conforto : 1 a 2 graus.CONCEITO Qualidade que uma embarcação tem. avaria. descarte ou acréscimo de pesos). • Condição da embarcação: distribuição de carga. USCG. Navio mercante > transporte de cargas: 15 a 20 graus. de suportar um momento de emborcamento dentro de limites aceitáveis de inclinação e afundamento. em uma dada condição. .Critérios de Segurança: Regulamentos internacionais (IMO). 5 . Estabilidade: capacidade da embarcação de voltar a posição de equilíbrio inicial quando perturbada temporariamente (rajada ou onda). Plataforma de perfuração > trabalho no convés: 2 a 5 graus. forma submersa e emersa. cruzeiro. peso solto no convés. ou atingir uma nova condição de equilíbrio final aceitável quando perturbada continuamente (vento. etc. onda.Finalidade da Embarcação: . draga. • Limites aceitáveis de inclinação e afundamento são definidos basicamente por dois parâmetros: . . Momento de emborcamento é um momento que tende a tirar a embarcação da sua condição de equilíbrio e que pode ter origem externa (vento. Conceito relativo depende de muitos fatores.ESTABILIDADE DE PLATAFORMAS SEMI-SUBMERSÍVEIS 1. • Embarcação: navio. do país de registro (Bandeira) e entidade costeira (DPC. etc). plataforma.) e Sociedade Classificadora. Os limites aceitáveis dependerão da finalidade da embarcação. . etc. ondas. • Ações do meio ambiente: ventos. abalroamento) ou interna (deslocamento. içamento e descarte de pesos. baritina. ancoragem. • Capacidade de suportar a carga de equipamentos. Para atender a estas condições as semis possuem características específicas de forma. gancho): pontoons volumosos para gerar empuxo. • Atendimento aos requisitos de segurança com menor custo de construção e operação: projeto adequado e otimizado. • Aproamento fixo e consequente capacidade de suportar as condições ambientais de qualquer direção: forma do convés e arranjo de colunas simétricos. Obs. tensões (risers. • Possuir movimentos dentro dos limites aceitáveis para o trabalho: colunas esbeltas na região das ondas.: Por locomover-se eventualmente não necessita possuir formas hidrodinâmicas. FIGURA 1 – PLATAFORMA SEMI-SUBMERSÍVEL 6 . tensionadores.2. estrutura e equipamentos. listadas abaixo. POR QUE SEMI-SUBMERSÍVEL? A plataforma semi-submersível é uma embarcação projetada e construída para atender a um conjunto específico de condições operacionais. • Área para as atividades de perfuração e/ou produção. cimento. consumíveis (lama. bentonita) e acomodações: grande área de convés. estocagem de equipamentos. consumíveis. Quando a unidade possui propulsores azimutais (thrusters) é provável que o plano de base seja definido pela extremidade inferior dos mesmos. construção e durante a operação das unidades semi é o ortogonal: eixo longitudinal (X). equidistante das colunas a bombordo e a boreste. Tem como referência o plano de linha de centro que é o plano que divide a unidade em duas “metades”.: VCG ou KG (coordenada vertical do centro de gravidade). Ex.: LCG (coordenada longitudinal do centro de gravidade). ou seja. Eixo transversal (Y): É o eixo segundo o qual se determina as coordenadas no sentido bombordo boreste. que é o plano que passa pelo fundo dos pontoons (ver figura 2). Ex. As coordenadas verticais são positivas para cima. Tem como referência o plano de seção mestra que é o plano que divide a unidade em duas “metades”. Ex. ou seja. uma a vante e outra a ré (ver figura 2).1 Sistema de coordenadas e eixos de referência: O sistema de coordenadas locais utilizados no projeto. - - 7 . VCB (coordenada vertical do centro de carena). Tem como referência o plano de base. transversal (Y) e vertical (V). TCB (coordenada transversal do centro de carena). Na maioria das unidades as coordenadas longitudinais são positivas a vante. se a unidade tem número par de colunas fica equidistantes das colunas centrais e. Na maioria das unidades as coordenadas transversais são positivas a boreste. uma a bombordo e outra a boreste (ver figura 2).3. ou quilha (Keel em inglês). Eixo vertical (V ou K): É o eixo segundo o qual se determina as coordenadas no sentido vertical. se a unidade tiver número ímpar de colunas este plano passa pelo centro das colunas centrais.: TCG (coordenada transversal do centro de gravidade). Este plano geralmente é determinado pela simetria longitudinal das colunas. SISTEMA DE REFERÊNCIA. Seque abaixo a descrição de cada eixo e sua referência: Eixo longitudinal (X): É o eixo segundo o qual se determina as coordenadas no sentido proa popa. CONVENÇÃO DE SINAIS E NOMENCLATURA: 3. LCB (coordenada longitudinal do centro de carena). Este plano é determinado pela simetria transversal das colunas e pontoons. das dimensões e elementos principais de uma unidade semi FIGURA 3 .3. com seu equivalente em inglês entre parênteses.NOMENCLATURA Alguns exemplos de convenção de sinais são apresentados nas figuras 4 e 5 abaixo.2 Nomenclatura básica: A figura 3 contem a nomenclatura. 8 . FIGURA 5 – CONVENÇÕES PADRÃO – PLANO X – Y 9 . sendo 3 graus de deslocamento em uma dada direção (linear) e 3 são de giro em torno de um eixo (angular). Os movimentos de roll e pitch são cíclicos (transientes) porem a plataforma também apresenta inclinações permanentes que dependem do seu carregamento. 10 . são a forma das colunas e pontoons e a distribuição de massa. ex.3. Os parâmetros determinantes para que a plataforma semi apresente movimentos de roll. pitch e heave dentro dos limites operacionais especificados.Surge. .3 : Movimentos e Inclinações: Uma embarcação flutuando possui 6 graus de liberdade de movimento. A nomenclatura para estes 6 graus de liberdade estão representados na figura 6. Os deslocamentos lineares e angulares de uma plataforma semi ancorada são causados basicamente por vento e ondas incidindo sobre a mesma e podem ser divididos em dois grupos: .: se a convenção for positivo a vante o trim será positivo se a proa tiver mais afundada que a popa. considerando as condições de vento e onda do local onde irá operar. sway e yaw: estes movimentos sofrem restrição do sistema de ancoragem da unidade que deve ser projetado para limitá-los a valores aceitáveis. Inclinações permanentes no sentido BB BE são chamadas de banda (ver figura 8) e terão a mesma convenção de sinais das coordenadas transversais.Roll. Inclinações permanentes no sentido proa popa são chamadas de trim (ver figura 7) e terão a mesma convenção de sinais das coordenadas longitudinais.: se a convenção for positivo a BE a banda será positiva se BE estiver mais afundado que BB. pitch e heave: estes movimentos sofrem pouca influência do sistema de ancoragem e são limitantes para a operação da unidade. ex. 11 . 4. 12 . etc. EQUILÍBRIO Uma embarcação qualquer flutuando se encontra em estado de equilíbrio enquanto as condições internas (carregamento) e externas (vento.: Corpos se deslocando a velocidade constante ou girando a uma rotação constante (ex.1 Conceito: O conceito físico de equilíbrio é “condição na qual o corpo permanece indefinidamente até que uma força ou momento venha a agir (inércia constante)”. Quando um ou mais destes parâmetros mudarem. os corpos tenderão naturalmente ao equilíbrio. CONDIÇÕES PARA QUE UM CORPO ESTEJA EM EQUILÍBRIO : • Aceleração linear nula: Velocidade linear constante > Aceleração linear = Ø Como F = m . α (momento = inércia de giro x aceleração angular) ==> O momento resultante é nulo ΣM = Ø Obs. ESTABILIDADE < = > ESTADO OU FORMA DE EQUILÍBRIO 4. ondas.) não se alterarem. Equilíbrio se confunde com manutenção da inércia e em condições normais.: planeta terra) estão em equilíbrio. a unidade também irá mudar para uma nova condição de equilíbrio e lá permanecer até que algum parâmetro mude novamente. onde sempre existe atrito (ex. a (força = massa x aceleração linear) ==> A força resultante é nula ΣF = Ø • Aceleração angular nula: Velocidade angular constante Como > Aceleração angular = Ø M = I . Portanto o estudo da estabilidade é o estudo da condição de equilíbrio na qual a embarcação se encontra.: entre a embarcação e a água). 13 .2 Tipos de equilíbrio: Um corpo está em equilíbrio quando o somatório das forças e dos momentos que atuam sobre este corpo é nulo porem a natureza deste equilíbrio vai depender da forma como estas forças e momentos vão passar a atuar sobre o corpo quando este for levemente perturbado (ver figuras 9 – A e 9 – B). tendência e consequência. A tabela abaixo resume a relação entre tipo de equilíbrio.4. qualquer corpo pode ser tirado da sua condição de equilíbrio estável se suficientemente perturbado. a estabilidade. Afastar o corpo da posição de equilíbrio inicial CONSEQUÊNCIA Corpo retorna à posição de equilíbrio inicial Corpo assume outra posição de equilíbrio igual ou não à inicial Corpo assume outra posição de equilíbrio diferente da inicial. será definida pela forma como variam as forças que atuam sobre este corpo quando é deslocado da sua posição inicial. 4. Obs. Como as principais forças que atuam sobre um corpo flutuando são o peso e empuxo são estas que precisam ser analisadas.TIPOS DE EQUILÍBRIO: TIPO DE EQUILÍBRIO ESTÁVEL INDIFERENTE INSTÁVEL TENDÊNCIA DA RESULTANTE (FORÇA OU MOMENTO) Retornar o corpo à posição de equilíbrio inicial Não há. 14 . O tipo e qualidade do equilíbrio de um corpo flutuante. A figura 9–C apresenta a representação gráfica dos três tipos de equilíbrio em uma embarcação.3 Conclusões Importantes: • O tipo de equilíbrio conveniente para qualquer embarcação é o equilíbrio estável. ou seja.: A condição de equilíbrio estável depende da intensidade da perturbação ao qual o corpo é submetido. ou seja. • O que definirá o equilíbrio em uma semi-submersível é a resultante das forças que agem sobre qualquer corpo submerso: peso e empuxo. 15 . • Direção e sentido: Vertical (normal à superfície da água).Risers flexíveis ou rígidos. • Ponto de aplicação: Centro de massa ou centro de gravidade . e por sua vez o seu equilíbrio. significa analisar as principais forças que atuam sobre os corpos flutuantes que são: PESO e EMPUXO. Transversal (TCG) . FORÇAS QUE ATUAM NA PLATAFORMA E RESPECTIVOS PONTOS DE APLICAÇÃO Analisar a estabilidade de uma embarcação. qie é a força capaz de imprimir em uma tonelada massa a aceleração da gravidade. As forças de tração comumente aplicadas às semis são: . a rigor.Carga no gancho. • Intensidade: Na prática naval se utiliza a tonelada força (t ou ton). computando-se a sua componente vertical no seu ponto de aplicação. . . . Em plataformas de origem americana ainda se utiliza unidades imperiais: short ton = 2000 lb = 907. O conjunto de pesos fixos de um embarcação é denominado de Peso Leve e os pesos temporários de carregamento. e no boletim de estabilidade.CG (ver ANEXO I: CENTRO DE GRAVIDADE). para baixo.2 kg e long ton = 2240 lb = 1016 kg. • Natureza: É uma força de campo que atua sobre qualquer corpo imerso no campo gravitacional da terra (não precisa de contato direto).1 Força peso (P ou ∆) A força peso é a resultante da ação do campo gravitacional da terra sobre cada porção de massa fixa ou temporária que faz parte da embarcação.Linhas de ancoragem. FORÇA PESO EMPUXO PONTO DE APLICAÇÃO CENTRO DE GRAVIDADE (C. • Coordenadas do centro de gravidade (ver item 3. Longitudinal (LCG) . não são força peso e não comporiam a resultante.) CENTRO DE CARENA (B) 5.1): . Vertical (VCG ou KG) Existem forças de tração aplicadas as plataformas semis que.5. Na prática estas cargas são consideradas no conjunto do carregamento.G. 16 .Tensão nos tesionadores. depende do contato do corpo com o fluido • Intensidade: peso do fluido deslocado (ver força peso) ∆ = ∇ xρ ∇ = volume do fluido deslocado (m3) ρ = densidade do fluido (t/m3) • Direção e sentido: direção igual e sentido oposto ao da força peso.5. Já que esta porção do fluido estaria em equilíbrio com relação ao fluido no qual está imerso.Empuxo (E) Empuxo é a resultante das forças que o fluido exerce em um corpo nele imerso. • Ponto de aplicação: centro de massa do fluido deslocado. mesma direção e sentido oposto a força peso Sendo assim. Como este é homogêneo torna-se o centro do volume deslocado = centro de carena (B). • Coordenadas do centro de carena: longitudinal (LCB) B transversal (TCB) vertical (VCB ou KB) 17 . que é igual ao conjunto de forças que o fluido exerce em uma porção do próprio fluido se este tivesse a mesma forma do corpo submerso (ver figuras 10–A e 10–B).2 . para força empuxo: • Natureza: É uma força de contato. concluí-se que: ΣF Equilíbrio ΣM = = 0 ==> O empuxo é igual ao peso do fluido deslocado (Arquimedes) 0 ==> O empuxo tem o mesmo ponto de aplicação. = Deslocamento (t. é calculada através do Boletim de Estabilidade.G.: As curvas hidrostáticas são uma “radiografia” da forma submersa da unidade. • O C. LCF = Centro longitudinal de área de linha d’água (m).G. Awl = Área de linha d’água (m**2). ou seja. Estas informações são publicadas no Manual de Operação da embarcação. força). KML = Altura metacêntrica longitudinal (m). KMT = Altura metacêntrica transversal (m) . Obs. VCB ou KB = Coordenada vertical do centro de carena (m). as coordenadas do centro de carena e demais características do volume submerso das embarcações são calculados na fase de projeto através de programas computacionais. TCF = Centro transversal de área de linha d’água (m).O empuxo. TCB = Coordenada transversal do centro de carena (m). na forma de tabelas ou curvas. para a faixa de calados de interesse. retirada.3 Conclusões Importantes: Força Peso e Posição do Centro de Gravidade: • só dependem da distribuição de pesos que compõem e das cargas que atuam na plataforma. Estes programas fornecem as características hidrostáticas. Iyy = Momento de inércia de Awl em relação ao eixo transversal (m**4). TPC = Deslocamento referente a diferença de calado de um centímetro (t. As tabelas ou curvas apresentam basicamente os parâmetros listados abaixo: ∇ ∆ = Volume submerso (m**3). força/cm). acréscimo ou movimentação de massas ou cargas. só é alterado se houver mudança na distribuição de massas ou carga. 18 . Ixx = Momento de inércia de Awl em relação ao eixo longitudinal (m**4). LCB = Coordenada longitudinal do centro de carena (m). calculados para a condição de calados paralelos: sem banda ou trim. 5. • o peso e a posição do C. e a posição do centro de carena já foram previamente calculados para calados paralelos e são obtidos das curvas ou tabelas hidrostáticas. Para maiores informações sobre o boletim de estabilidade consultar o capítulo 14. • o volume submerso. e por consequência o empuxo. O boletim considera todos os pesos que compõem e todas as cargas que atuam na unidade.• Na plataforma o peso total e as coordenadas do centro de gravidade são calculados através do boletim de estabilidade. Força Empuxo e Centro de Carena: • só dependem da forma do volume submerso da plataforma e o tipo (densidade) do fluido no qual ela está imersa. 19 . apesar de eventual é crítica para a estabilidade e a unidade precisa estar preparada para ela. risers. para que haja equilíbrio conclui-se : ∑F = 0 ===> Peso = Empuxo (mesmo módulo e sentidos contrários) ∑M = 0 ===> Ponto de aplicação do Peso (CG) e do Empuxo (B) estão na mesma vertical Esta é a relação básica que determina o equilíbrio de uma embarcação quando não há ação significativa do vento. risers. As duas situações são analisadas a seguir. respeitando-se as condições: ∑F = 0 EQUILÍBRIO: ∑M = 0 Portanto. 6.Embarque indesejado de água do mar (avaria).Acréscimo ou retirada de pesos.1 Equilíbrio sem influência externa: É a situação abordada acima na qual as forças peso e empuxo tem mesmo módulo e estão sempre na mesma vertical..6.) mudanças no equilíbrio ocorrerão sempre que houver mudanças no carregamento ou no empuxo (ver figura 11). etc. Lembrando que o peso resultante (carregamento) inclui as trações impostas à embarcação (ancoragem.Mudança na posição (relocação) de pesos a bordo. EQUILÍBRIO DE UM CORPO FLUTUANDO Uma embarcação flutuando tem o seu equilíbrio definido pela resultante e ponto de aplicação das forças de peso e empuxo. Exemplificando: Mudanças no carregamento: . . Mudança no empuxo: . 20 . Considerando as situações acima fica evidente que a avaria é a que apresenta maior potencial de criticidade. situação predominante durante a operação das plataformas semis. . principalmente pela rapidez e extensão do embarque de água e consequente acréscimo de peso (ou perda de empuxo).A avaria pode ser considerada como peso acrescido ou como perda de empuxo. incluindo mudanças nas tensões de ancoragem. O equilíbrio sob a ação do vento. etc. Como o braço vertical ente o centro de pressão e o fair lead é muito pequeno o momento de emborcamento resultante também será pequeno.2 Equilíbrio com influência externa: As principais influências externas que podem atuar sobre uma plataforma semi são vento. etc. Esta distância. superestruturas e equipamentos no convés (planta produção. empuxo dos propulsores da própria semi e cargas de reboque. por este motivo. Porem. ou braço. vão incidir sobre a superfície exposta molhada da unidade impondo uma força horizontal tendendo a deslocála. neste caso haverá uma distância considerável entre o centro de pressão do vento e os fairleads.6. 21 .) resulta em uma força atuando no centro do conjunto destas áreas. como existe um boa margem de controle e de previsibilidade na ação do sistema DP estas situações não são consideradas críticas à estabilidade. particularmente fortes na Bacia de Campos. As correntes marinhas. Análogo à resultante da corrente a força de vento vai ser contraposta pela componente horizontal da ancoragem aplicada no fairleader porem. Este deslocamento será contraposto pela componente horizontal do sistema de ancoragem na altura do fair lead. A pressão do vento sobre a parte emersa das pernas. Estes agentes tenderão a tirar a unidade da sua condição de equilíbrio através de um momento chamado. correntes. Já as plataformas semi de posicionamento dinâmico (DP) possuem propulsores abaixo dos pontoons que podem gerar empuxo considerável e consequente momento de emborcamento. torre de perfuração. O mesmo acontece com as cargas de reboque que são aplicadas em pontos de fixação no topo dos pontoons. costado do convés. principalmente por agir na parte emersa da plataforma. de momento de emborcamento. entre as forças de vento e componente horizontal da ancoragem resulta em um momento que tende a tirar a unidade da sua condição de equilíbrio denominado de momento de emborcamento (ver figura 12). O vento é a ação externa crítica. Como forma de facilitar a sistemática para definir o equilíbrio de embarcações onde houve mudanças no carregamento ou embarque de água por avaria é prático considerar o translado do CG devido a ambos sob a forma de momentos de emborcamento. mas ao inclinar haverá mudança na forma submersa e consequentemente na posição do centro de carena (B). • O equilíbrio ocorrerá quando o momento de emborcamento for igualado pelo momento de retorno. rajadas de vento. Transiente (temporário. cíclico): ondas. aumenta até se igualar ao de emborcamento. maior o momento de emborcamento que a unidade suporta ou menor o ângulo de equilíbrio para um dado momento de emborcamento. De forma análoga o equilíbrio ocorrerá quando for atingida a equivalência deste com o momento de retorno. O equilíbrio ocorre quando o momento de retorno. que passa inicialmente no CG. Note que o momento de emborcamento não causa alteração no carregamento da unidade.FIGURA 12 – EQUILÍBRIO DE UM CORPO FLUTUANTE (II) O momento de emborcamento tira a unidade da sua condição de equilíbrio inicial inclinando-a progressivamente. O sistema de ancoragem tem pouco efeito sobre a restauração da unidade. quando inclinada. • Quanto maior o momento de retorno ou restauração. a menos que hajam cargas soltas que mudem de posição. O ângulo de inclinação da unidade onde ocorre este equilíbrio é denominado ângulo de equilíbrio estático e a capacidade da unidade de contrapor um momento de emborcamento com momento de retorno. é denominada de restauração. em sentido contrário. deslocamento de peso. em uma dada condição. avaria (embarque de água). 22 . causando um binário entre ambos denominado de momento de retorno ou de restauração (ver figura 12). inicialmente nulo. • Momento de emborcamento: Permanente: vento.3 Conclusões Importantes: • A coordenada vertical do centro de gravidade KG (VCG) é o principal parâmetro para a estabilidade: quanto menor o KG maior o Mr. 6. portanto o momento de retorno é o parâmetro que indica o grau de estabilidade da unidade. Ao inclinar o (B) se afasta progressivamente da vertical do peso. Em termos matemáticos: Mr = ∆ . GZ => Braço de endireitamento em metros. O CG depende apenas da distribuição de pesos e cargas porem o B depende da forma submersa da embarcação. principalmente quando inclinados. a posição de B com a embarcação inclinada e assim calcular o momento de retorno. total da embarcação em t (tonelada). 23 . a distância ortogonal entre os seus eixos de aplicação será o braço do binário (GZ) denominado braço de endireitamento (ver figura 13). por outros métodos.7.m (tonelada metro). de como varia o momento de retorno quando ela inclina. ∆ => Peso. Como estas forças são. iguais em intensidade e direção e opostas em sentido. GZ onde: Mr => Momento de retorno em t. Em termos físicos o momento de retorno é o binário entre as forças de empuxo e peso. Conforme apresentado no item 5. não geométrica. ou seja. que torna igualmente complexa a determinação da posição de B. se afastando da condição de equilíbrio inicial. já o GZ vai depender da posição relativa entre o centro de gravidade (CG) e o centro de carena (B). por definição.2 as características hidrostáticas fornecem a posição de B apenas para a condição de calados paralelos (banda e trim nulos) portanto torna-se necessário determinar. DETERMINAÇÃO DO MOMENTO DE RETORNO (Mr): Fica evidente que a estabilidade de uma embarcação depende da sua capacidade de restauração. Na equação acima a parcela referente ao peso total (∆) é determinada pela soma do Peso Leve mais o carregamento da embarcação. igual a empuxo. Navios e principalmente plataformas semis possuem cascos com forma complexa. A posição do B depende da forma do volume submerso da embarcação. • O centro do volume submerso (B) de um casco complexo. quando a embarcação inclina. só pode ser determinado através de sistemática de cálculo complexa.1. Apesar de ser óbvia a conveniência em que haja um metacentro para B. dai equilíbrio estável. GM => distância vertical entre o M e o CG no sistema de eixos da embarcação: GM = KM – KG (ou VCG) Como a equação para momento de retorno é Mr = ∆ . consistente com o método dos pequenos ângulos: assumindo que B gira em torno de um ponto fixo chamado de metacentro (M). em formato de arco de círculo conclui-se que a força normal. GM . um ponto fixo por onde sempre passe a vertical do empuxo para qualquer ângulo de inclinação. estará passando pelo centro deste arco de círculo que denomina-se metacentro (M). GZ temos: Mr = ∆ .Resumindo: • Para se calcular o GZ e portanto o Mr é preciso saber como varia B com a inclinação da unidade. Se considerarmos a base da cadeira. A faixa efetiva de ângulos na qual a aproximação é válida será maior quanto mais o volume submerso se assemelhar a um cilindro. Vejamos então duas maneiras de definir. 7. senθ onde GM = KM – KG 24 . na prática. ou seja. na direção de inclinação em questão. a posição de B para embarcações com cascos complexos inclinados: 7. Havendo um metacentro e conhecendo-se a posição de CG é possível determinar o braço de retorno (GZ) e o momento de retorno (Mr) por simples trigonometria.1 Método dos Pequenos Ângulos: Analisando-se mais atentamente a figura 9-B vemos que duas forças agem sobre o conjunto cadeira e garoto: força peso e força normal. para qualquer inclinação dentro dos limites da cadeira. como uma semi-submersível inclinada. GZ => braço de retorno. Apesar disto constata-se que mesmo para formas submersas complexas a trajetória de B se assemelha a um arco de círculo para uma certa faixa de ângulos em torno de zero. que esta em contato com o chão.1 – Formulação matemática: A figura 13 representa graficamente a relação entre o CG e o B. Desta relação gráfica deriva-se a principal relação trigonométrica para o cálculo do braço de retorno (GZ): senθ = GZ / GM ==> GZ = GM x senθ onde: θ => ângulo de adernamento da embarcação. isto só ocorrerá de fato para o volume submerso de forma mais simples: um cilindro flutuando considerando o giro em torno do seu eixo longitudinal. Na figura representando o equilíbrio estável (a primeira) a força normal está desalinhada da vertical da força peso causando um momento de retorno. como será visto mais adiante. e vice-versa. as metades de vante e ré são diferentes das metades de BB e BE (ver capítulo 3. Em outras palavras. ∇= Volume total submerso. Em termos navais a inércia de área quantifica o montante desta área e o seu grau de afastamento do eixo de giro. que é a coordenada vertical do metacentro (não se utiliza VCM). sendo a diferença grande para navios e pequena para plataformas semi. ou seja. O efeito do deslocamento lateral do volume em torno da linha dágua sobre o deslocamento de B será inversamente proporcional ao deslocamento total (∇) que é o divisor da equação. um grande deslocamento lateral do volume em torno da linha dágua causará um deslocamento maior em B se o ∇ total for menor. I = Momento de inércia da área da linha dágua da unidade em torno do eixo de inclinação. Lembrando que no método dos pequenos ângulos o metacentro é o centro da trajetória circular de B. em m**3 A princípio esta relação matemática pode não parecer ter uma correspondência prática clara mas pode ser melhor compreendida a partir da definição de momento de inércia de área (I). Isto significa que as inércias de área diferirão e consequentemente o BM. De fato para a maioria das embarcações a restauração para banda e trim são diferentes. em m**4 .). Este parâmetro é matematicamente definido. Analisando-se novamente a relação gráfica entre peso. no calado em questão. a relação entre a inclinação da unidade e o consequente deslocamento lateral do centro do volume submerso pode ser representado pelo raio metacêntrico BM. Na realidade o KM é a soma do KB (ou VCB) mais o raio metacêntrico (BM). KM = KB + BM onde KB = coordenada vertical do centro de carena. o quanto o volume em torno da linha dágua se modifica e o centro de carena deste volume se desloca lateralmente quando a unidade inclina. ou seja.Falta ainda definir o KM. o GM e o próprio momento de retorno. As equações correspondentes são: Para banda: BMt = Ixx / ∇ onde BMt => Raio metacêntrico transversal. Esta relação de causa e efeito é representada matematicamente como: BM = I / ∇ onde: BM = Raio metacêntrico em metros. O volume submerso e a área de linha dágua da maioria das embarcações não são simétricos com relação aos eixos ortogonais X e Y. a distância vertical BM é justamente o raio deste circulo portanto BM é denominado de raio metacêntrico. como o somatório do produto de cada porção desta área pelo quadrado da sua distância até o eixo de giro da área como um todo (razão da dimensão m**4). no calado em questão. Ixx => Inércia transversal da área de linha dágua (com relação ao eixo longitudinal xx) 25 . BM = raio metacêntrico O KB é uma característica hidrostática portanto torna-se necessário definir o raio metacêntrico BM. empuxo e metacentro (ver figura 13) percebe-se que o BM é a medida do quanto o centro de carena se desloca quando a embarcação inclina. para a área em questão. Exemplificando. 2 Conclusões Importantes: • O Método dos Pequenos ângulos é uma aproximação. ___ Mr = 0 ==> GM = ∅ embarcação inicialmente indiferente. sendo aceitável dentro de limites que dependem da forma submersa da embarcação. pois a trajetória de B para embarcações usuais não pode ser descrita analiticamente e tão-pouco é um arco de círculo. 7.1. a partir das hidrostáticas e conhecendo-se a distribuição de massa da embarcação ( ∇ e CG) é possível estabelecer uma relação matemática simples entre o momento de retorno e o ângulo de inclinação e esta é a grande vantagem do Método dos Pequenos Ângulos. Navios mercantes usuais ==> validade até ≅ 10 graus. • O GM torna-se então um indicativo da estabilidade inicial da embarcação portanto (ver item 4. • A sua validade é restrita.Consequentemente: KMt= VCB + BMt Para trim: GMt = KMt – KG e Mrt = ∇ x GMt x senθ BMl = Iyy / ∇ onde BMl => Raio metacêntrico longitudinal. não servindo para se avaliar a estabilidade ao longo de toda a faixa de ângulos de interesse.2): Mr > 0 ==> GM > ∅ embarcação inicialmente estável. • A conveniência deste método é enorme pois permite calcular o Mr através de uma equação analítica. Iyy => Inércia longitudinal da área de linha dágua (com relação ao eixo transversal yy) GMl = KMl – KG e Mrl = ∇ x GMl x senθ Consequentemente: KMl= VCB + BMl Como as inércias de áreas também são características da forma submersa estas são apresentadas nas tabelas e curvas hidrostáticas (ver item 5.2) portanto. Plataformas semi-submersíveis ==> validade até ≅ 5 graus (em calado de coluna). ___ Mr < 0 ==> GM < ∅ embarcação inicialmente instável. Como orientação geral: Casco em forma de cilindro ==> validade até ≅ 90 graus. 26 . • A validade da aproximação é menor quanto maior for a inclinação. Como foi visto anteriormente. O referido programa calcula a posição de B do volume submerso inclinado mas para se definir o GZ é necessário conhecer a posição do CG. irão calcular de forma empírica (uma condição por vez) o GZ para uma sequência de deslocamentos e ângulos de inclinação. Quando em forma de curvas são denominadas Curvas Cruzadas de Estabilidade (C. conforme representado na figura 14.: banda ou trim).2).7.C. que para embarcações usuais (navios ou plataformas) é bastante complexa e difícil ou impossível de ser definida analiticamente. ou seja. Esta informação é então compilada na forma de tabelas ou curvas e publicadas no Manual de Operação da embarcação. Esta relação depende da forma submersa inclinada. denominado de KGo (ver figura 14). considerando cada eixo de inclinação de interesse (ex. A partir de valores de GZo obtidos das tabelas ou curvas cruzadas e do valor do KG determinado pelo carregamento é possível calcular o valor real de GZ (GZr) por simples trigonometria. para determinar o Mr é necessário conhecer a relação entre a posição de B e a inclinação da embarcação. Por razões práticas é usual definir o CG na vertical de B com banda e trim nulos (LCG = LCB e TCG = TCB) e arbitrar apenas o KG. Estes programas.2 Método dos Grandes Ângulos: Este método consiste na determinação do momento de retorno (Mr) utilizando-se o braço de endireitamento (GZ) a partir da posição real do centro de carena B . geralmente os mesmos que calculam as curvas hidrostáticas (ver item 5. da operação em curso. 27 . ou superfícies geométricas no caso das plataformas. A sistemática para determinar o GZ consiste na utilização de programas de computador específicos onde o casco da embarcação é definido em grande detalhe através de pontos. arbitra-se as coordenadas do CG que serão utilizadas pelo programa para calcular um GZ denominado de GZo. no caso de navios. Como o CG depende do carregamento.E). : KG= 15 m).Resumindo: GZr = GZo – (KGr – KGo) sen θ . Portanto o momento de retorno é Mr = ∆ x GZr Na figura 14 o KGo foi arbitrado na quilha (KGo= 0). retirado das curvas ou tabelas hidrostáticas (m). É padrão definir o KGo na quilha em navios porem no caso de plataformas semi é comum arbitrar próximo do esperado para o KG real (ex. KGo =>KG arbitrado para calcular GZo. GZo => braço de endireitamento considerando o KGo. refernta a condição que está sendo analisado (m). KGr => KG real. onde: GZr => braço de endireitamento real (m). θ => ângulo de inclinação. 28 . E.: O aspecto mais importante do método dos grandes ângulos é que possibilita obter-se os momentos de retorno reais ao longo de toda a faixa de ângulos de interesse e assim estabelecer uma " radiografia" da estabilidade da embarcação. É o ângulo a partir do qual a unidade emborca. etc. se o Me atuasse de forma instantânea e não houvesse perdas (atrito viscoso. são (ver figura 15): θEE: Ângulo de equilíbrio estático estável ou 1a. considerando o Me.E. Considerando uma embarcação com determinado carregamento obtem-se das curvas ou tabelas cruzadas braços de retorno (GZo). É o ângulo até onde a unidade inclinaria. considerando a direção da inclinação (Ex. θMAX: Ângulo no qual o Mr é máximo.C.7. Os valores de GZo são corrigidos considerando o KGr e a curva é desenha com o ângulo de inclinação no eixo das abcissas (ver figura 15). fim da faixa de estabilidade positiva com o Me . interceção.E. 29 . até o qual poderá ocorrer o θEE. ou seja. Este ângulo é determinado pela equivalência: Área sob a curva de Mr x θ = área sob a curva de Me x θ Considerando as áreas na figura 15: C + B = A + B ===> C = A Obs.E. Me agindo instantaneamente e embarcação girando sem perdas. para toda faixa de ângulos de interesse.E. (ver figura 15). Se houver necessidade de determinar a condição de equilíbrio devido a um momento de emborcamento (Me) registra-se os braços de emborcamento (Me dividido pelo ∇) na mesma C. Faixa de estabilidade positiva considerando o Me (ver figura 15). θEI: Ângulo de equilíbrio estático instável ou 2a.E.). As principais informações fornecidas pela C. interceção. θED: Ângulo de “equilíbrio” dinâmico. Faixa de estabilidade positiva sem o Me (ver figura 15).1 Curva de Estabilidade Estática . para depois retornar ao ângulo de equilíbrio estático.: O cálculo de θED pela igualdade de áreas é para o fenômeno ideal.2. Como os valores de Mr são grandes é usual utilizar o próprio GZr no eixo das ordenadas assim definindo a C.E.: banda) e o deslocamento.. ou seja. Se o Me for maior que o Mr máximo a embarcação emborcará.E. construída através deste método.E. • A utilização do método é mais complexa pois implica na montagem de curvas (solução gráfica) ou tabelas (solução numérica) para se calcular as condições de equilíbrio: Mr=Me. seja para efeito de classificação (Sociedade Classificadora) ou atendimento aos regulamentos estatutários (ver capítulo 10). sendo válido para toda faixa de ângulos de inclinação.).E. • Pelas razões acima é o método utilizado nos cálculos referentes a avaliação e aprovação da estabilidade da embarcação. 30 .2. A Curva de Estabilidade Estática (C. torna-se a “radiografia” da estabilidade de embarcação. sem aproximação.2 Conclusões Importantes: • O cálculo do momento de retorno pelo método dos grandes ângulos é exato pois utiliza a posição correta de B.E.E. 7.FIGURA 15 – CURVA DE ESTABILIDADE ESTÁTICA: C. senθ próximo de zero => Mr = ∆ . determinam o GM e a estabilidade inicial. O GM como indicativo de estabilidade inicial é otimista fora da sua faixa de aplicação. Lembrando que o método dos pequenos ângulos (GM) é indicativo de estabilidade inicial é importante ressaltar que: Considerando plataformas semi-submersíveis: Flutuando em calado de coluna: . . a plataforma na realidade terá uma restauração maior que a prevista inicialmente usando pequenos ângulos. - 31 . A correspondência matemática para esta correspondência é: Para θ próximo de zero => sen θ ≅ θ Portanto Mr = ∆ . O método dos pequenos ângulos superestima a estabilidade a grandes ângulos. θ O que torna a relação entre Mr e θ uma reta próximo do ângulo zero. a área de linha dágua e a sua inércia aumentam com a inclinação da unidade. flutuando no calado de colunas. Em termos matemáticos e gráficos a relação entre a função Mr x ângulo determinada através dos dois métodos é que a tangente (1 a derivada) da curva de Mr x θ por grandes ângulos é Mr x θ por pequenos ângulos. no método dos pequenos ângulos o KB. . Flutuando em calado de pontoon: . e consequentemente a inércia de linha dágua. GM . O GM como indicativo de estabilidade inicial é pessimista fora da sua faixa de aplicação. lembrando que o método dos pequenos ângulos é válido apenas em torno do zero e o método dos grandes ângulos é válido em toda faixa de ângulos. GM . O inverso acontece quando a linha dágua corta os pontoons (calado de trânsito) onde a área e inércia diminuem com o aumento da inclinação.7. De fato. a plataforma na realidade terá uma restauração menor que a prevista inicialmente usando pequenos ângulos. O método dos pequenos ângulos subestima a estabilidade a grandes ângulos. No caso do cilindro girando em torno do seu eixo longitudinal a linha dágua (um retângulo) se mantém constante e a validade do método é garantida para toda faixa de ângulos. Nas plataformas semi. ou seja. ou seja.3 Comparação entre os Métodos dos Pequenos e Grandes Ângulos: Como desdobramento natural da análise individual dos dois métodos cabe agora compará-los. determinando o peso total ( ∆) e posição do centro de gravidade (CG). haverá uma transferência da massa de fluido equivalente a uma “cunha” saindo do lado mais elevado para o mais baixo do tanque. Efetivamente existe uma equivalência entre os fenômenos de modo que a influência sobre o Mr da mudança do volume submerso divido pelo ∇ é equivalente a influência sobre o Me 32 . Comparando o efeito da superfície livre em um tanque e a determinação do raio metacêntrico GM (ver item 7. excetuando-se as cargas suspensas ou que mudem de posição inadvertidamente. Esta mudança de forma representa efetivamente uma mudança na posição do CG do fluido no tanque e por consequência de toda a embarcação. EFEITO DA SUPERFÍCIE LIVRE NA ESTABILIDADE: Até este ponto considerou-se que a distribuição de cargas de uma embarcação uma vez definida. e a seção do tanque for retangular. porém cargas líquidas confinadas em tanques parcialmente cheios mudarão de forma quando a embarcação inclina. O deslocamento do fluido no tanque causa um momento que sempre tende a emborcar a unidade no sentido para a qual ela está inclinada.S. o efeito na estabilidade causado pela mudança da superfície de um fluido dentro de um tanque decorrente da inclinação da plataforma.1. se um tanque estiver parcialmente cheio de um fluido de densidade ρ.8. Este efeito decresce até não mais existir a medida que o tanque tende a ficar totalmente cheio ou vazio. FIGURA 16 – CORREÇÃO DE SUPERFÍCIE LIVRE: C. este mudará de forma no tanque mantendo a sua superfície paralela a do mar quando a embarcação e o próprio tanque inclinar.1) nota-se grande semelhança entre a mudança do volume submerso na região de linha dágua e a transferência das “cunhas” citada acima.L. Denomina-se efeito de superfície livre. Se esta superfície não tocar o fundo nem o teto do tanque. não seria alterada caso a mesma inclinasse. ou seja. é sempre um efeito negativo para a estabilidade. Esta transferência causa um momento de emborcamento e de fato representa um deslocamento do CG para cima e para o lado que a embarcação inclinou. Analisando melhor o fenômeno (ver figura 16). Esta abordagem simplificadora é verdadeira para o conjunto das cargas sólidas. No primeiro. ∆ => deslocamento total (ton) O efeito de superfície livre de determinado tanque será considerado se o percentual de fluido nele contido estiver dentro de uma faixa previamente definida. a Correção de Superfície Livre (C.L.) para cada tanque: CSL = Itq . É importante deixar claro que o KGreal é a coordenada vertical do centro de gravidade da unidade porem deve-se utilizar o KGcorr em quaisquer cálculos ou 33 . Esta redução é contabilizada como um aumento virtual do KG denominado de Correção de Superfície Livre: CSL. cuja densidade pode ser diferente da densidade do fluido no qual a embarcação está flutuando portanto: a “cunha” é calculada em peso e o divisor é o ∆. Esta correção é somada ao KG da embarcação. Transportando para linguagem matemática: BM = I / ∇ onde: I => inércia da linha dágua (m**4). Na prática. ρ => densidade de massa do fluido no tanque (ton/m**3). ρ / ∆ (m) onde: Itq => inércia da seção horizontal do tanque em torno do eixo de giro do fluido (m**4). KGcorr => KG corrigido pelo efeito da superfície livre (m). ou KGreal. A CSL para um conjunto de tanques é: CSL = ∑ [Itq . Assim sendo para banda utiliza-se a inércia segundo o eixo xx (longitudinal) do tanque e para trim a inércia segundo o eixo yy (transversal). emborcamento) da transferência das “cunhas” divido pelo ∆.. CSL => Correção de Superfície Livre (m). ∆ => deslocamento total (ton) Análogo ao raio metacêntrico BM o eixo para a qual a inércia da seção horizontal do tanque é calculada deve ser coerente com o sentido da inclinação. Para cada condição operacional haverá um conjunto de tanques cujo efeito de superfície livre deverá ser considerado. sendo: KGcorr = KGreal + CSL onde: KGreal => coordenada vertical do centro de gravidade da unidade (m). o divisor é ∇ pois a mudança é no próprio volume submerso mas no caso da superfície livre a “cunha” é do fluido do tanque. o efeito da superfície livre sobre a estabilidade não é considerada na forma de acréscimo ou superposição de momento de emborcamento mais como uma redução equivalente do momento de retorno. para obtermos o KG corrigido (KGcorr).(mom.S. ρ] / ∆ (m) onde: Itq => inércia da seção horizontal do tanque em torno do seu eixo de giro (m**4). ρ => densidade de massa do fluido no tanque (ton/m**3). ∇=> volume submerso total (m**3) De forma análoga. verificações nas quais o efeito da superfície livre de fato existe e deva ser considerado. • O efeito é cumulativo.: na curva de KG máximo).1 Conclusões Importantes: • O efeito de superfície livre é sempre negativo para a estabilidade. ou seja. um grande número de tanques com superfície livre pode ter um efeito bem considerável sobre a estabilidade. (ex. Os fatores importantes são a largura o e comprimento do tanque (inércia da área da seção horizontal) e a densidade do fluido. • Não importa a posição do tanque na embarcação que o efeito é o mesmo. 8. Um tanque com superfície livre sempre concorre para diminuir a estabilidade da embarcação. 34 . inclusive sendo objeto dos regulamentos aos quais a unidade deve atender. navios mercantes tem um Peso Leve de aproximadamente 15 % do seu deslocamento total carregado pois dependem de boa parte dos 85% restante para transportar a carga que lhes aufere receita. será ou não Peso Leve (ex.cargas e tensões externas aplicadas à embarcação: ancoragem. todos os equipamentos fixos como motores.todos os fluidos estocados ou armazenados excetuando-se os mencionados acima: lastro. De fato. Esta massa é composta basicamente de itens fixos. que fazem parte da unidade. Portanto para determinar o ∆ e o CG de uma embarcação é necessário conhecer o ∆ e o CG do Peso Leve e de cada item que compõe o carregamento. bombas. tubulações. O valor do peso e das coordenadas do CG de uma embarcação. O conjunto destes itens fixos são denominados de Peso Leve e via de regra inclui: toda a estrutura fixa da unidade: casco. dependendo do projetista. equipamentos móveis permanentes.) a ela aplicadas. risers.9. . casarios. etc. etc. anteparas. Para navios mercantes geralmente não há dúvida quanto a lista dos itens que compõem o Peso Leve mas em se tratando de plataformas semi existe um grupo de itens que..tripulação. painéis e etc. pisos. etc. em determinada condição operacional é resultado da soma e distribuição de toda massa que compõe a mesma. óleo combustível e lubrificantes... . - Já o conjunto de cargas e tensões temporárias estão incluídos no que genericamente é denominado de carregamento e inclui: . e itens temporários determinados pela condição operacional vigente. . água potável e de uso geral. o KG é o principal parâmetro de controle da estabilidade. estrutura. tensionadores. compressores. etc. TESTE DE INCLINAÇÃO E PESO LEVE: Para determinar a restauração de uma embarcação é imprescindível conhecer a coordenada vertical do centro de gravidade (KG) da mesma. Quando uma embarcação é projetada existe uma previsão para os valores do ∆ do Peso Leve e seu CG. os fluidos de trabalho destes equipamentos inerentes aos sistemas: óleo lubrificante no carter. lama. Tornase necessário consultar o Manual de Operação da unidade e verificar exatamente quais itens compõem o Peso Leve. Os itens do carregamento dependerão da operação em curso porém o Peso Leve é fixo e uma vez determinado o seu ∆ e CG estes serão utilizados sempre que for necessário determinar o ∆ e CG da embarcação como um todo. Durante a construção implanta-se um rígido controle de pesos para 35 . De modo geral.: sistema de ancoragem). Já as plataformas semi-submersíveis são prestadoras de serviço e possuem Peso Leve em torno de 50% do deslocamento total carregado. risers... fluido de refrigeração no sistema. itens inerentes a operação da unidade como mobiliário. incluindo as tensões (ancoragem. passageiros e seus pertences.etc.equipamentos e consumíveis destinados ao trabalho a bordo. etc. GM . senθ . . Com estas medidas de calado e da densidade da água na qual flutua a embarcação é possível estabelecer o ∆ da condição de teste pela Curvas Hidrostáticas e. GM = KM – KG . O Teste de Inclinação e Peso Leve consiste na realidade em dois testes interdependentes: medição do volume submerso (com banda e trim) e teste de inclinação. θ => ângulo final de equilíbrio Em cada experimento. cos θ . Já o teste de inclinação consiste em uma série de experimentos nos quais são aplicados momentos de emborcamentos (Me) bem determinados à plataforma. e é medido o ângulo de inclinação resultante também com a embarcação flutuando livre. θ => ângulo final de equilíbrio.: Como d é medido no referencial da embarcação o braço do binário é o produto da distância d pelo cos θ. d => distância horizontal. na direção da inclinação.G. P = > peso. É requisito do IMO MODU e das Sociedades Classificadoras sendo necessário obter das mesmas aprovação para o programa e para os resultados do teste. O objetivo deste teste é determinar o valor do ∆ e a posição (LCG.garantir que o ∆ e CG da obra pronta não sofram desvios inaceitáveis dos valores previstos no projeto. Para cada experimento é calculado o VCG da unidade utilizando o método dos pequenos ângulos. sólido ou lastro. porem a única forma de determinar os valores de ∆ e CG finais com a precisão necessária é através do Teste de Inclinação e Peso Leve. onde: ∆ => deslocamento determinado na medição do volume submerso (ton). onde: Me => momento de emborcamento (ton .adicionar os pesos que fazem parte do Peso Leve e que não estão a bordo. cos θ = ∆ GM senθ 36 . d . transladado (ton). Os resultados deste teste servem como “definição” do peso e C. Mr = Me portanto: P . na condição de equilíbrio. Em seguida fazemse medidas precisas de calado com a embarcação flutuando livre de tesões de ancoragem ou amarração. TCG. m). .relocar pesos que fazem parte do Peso Leve mais estão a bordo fora da sua posição final. Obs. que o peso foi movimentado (m). considerando o CG de cada uma. para se obter o ∆ do Peso Leve: . do Peso Leve e caso se modifique permanentemente uma quantidade de itens acima de determinado limite será necessário realizar outro teste (ver o IMO MODU CODE em anexo). KG) do CG do Peso Leve da unidade. sendo o KM oriundo das hidrostáticas (m). d . a partir dele. Mr = ∆ . conforme detalhado a seguir (ver figura 17): Me = P . No primeiro é feito um inventário minucioso de todos os pesos e cargas a bordo com a embarcação em uma condição mais próxima possível da de Peso Leve. transferindo peso ou lastro.subtrair os pesos que não fazem parte do Peso Leve e que estão a bordo. aplicar as seguintes correções. KG) tanθ KG = KM . 37 . tanθ] FIGURA 17 – TESTE DE INCLINAÇÃO O valor final do KG é determinado através de um processo estatístico que utiliza os resultados do conjunto de experimentos (em torno de 7) para calcular um valor final de KG mais próximo da realidade. d] / [∆ . As coordenadas LCG e TCG são obtidos através do ∆.P .[P . banda e trim iniciais e do KG determinado anteriormente. d = ∆ (KM . exceto os destinados ao teste. Considerando plataformas semi-submersíveis efetua-se o teste no calado de coluna e utiliza-se ângulos de. debitando os pesos que não fazem parte do Peso Leve e estão a bordo e relocando os pesos que fazem parte do Peso Leve e estão fora de posição durante o teste.9. 38 . deslocamento dos pesos. ângulos e calados devem ser medidos com boa precisão.0 graus. portanto estes valores devem ser corrigidos para a condição de Peso Leve somando a estes os pesos que fazem parte do Peso Leve e não estão a bordo. por isto as condições de vento e mar durante o teste tem que estar bem favoráveis. • É imprescindível manter o deslocamento constante e não alterar a posição de quaisquer pesos. • Os pesos. TCG e KG calculados referem-se às condições do teste. • A embarcação deve estar em uma condição mais próxima possível da condição de Peso Leve. LCG. • O número de tanques com superfície livre deve ser mantido a um mínimo e o efeito dos tanques com superfície livre deve ser considerado nos cálculos. • Os momentos aplicados e os ângulos medidos devem respeitar a validade do método de pequenos ângulos. a fim de minimizar as correções necessárias. 2.1 Conclusões e Recomendações Importantes: • O ∆. durante a execução do mesmo. no máximo.5 a 3. Desta maneira só é viável executar o teste em águas abrigadas. tráfego e poluição.Marinha) --> Costa do Brasil.1 Entidades Estatutárias e Sociedades Classificadoras (S. que são de países com legislação marítima menos restritiva que os demais. A principal é a International Maritime Organization (IMO ou OMI). Obs. Brasil. ou convenção na linguagem da IMO. braço da ONU.Estabilidade Intacta: é a análise da estabilidade da embarcação apenas sob a ação do vento. . .C.Departamento de Portos e Costas (DPC . Têm a função de 39 . denominado “Bandeira”. cujos regulamentos devem ser atendidos. e do qual o Brasil é signatário.United States Coast Guard (USCG) --> Costa dos EUA. comunicação. A maioria das embarcações são registradas em Bandeiras de Conveniência. Por exemplo: . Visa basicamente segurança do pessoal e integridade da unidade no tocante a segurança. que elabora e revisa regulamentos específicos para embarcações móveis engajadas em atividades petrolíferas. Estes regulamentos visam basicamente a segurança da tripulação e passageiros e as relações trabalhistas dos tripulantes. construção e operação de embarcações. • Acordos internacionais: Acordos efetuados entre países que registram plataformas ou abrigam atividades offshore.). No âmbito offshore estas entidades estão agrupadas da seguinte forma: • País de registro: Toda embarcação é registrada em um país (Panamá. cabendo a cada país delegar a algum órgão ou entidade esta tarefa. 10. No Brasil a fiscalização referente as convenções da IMO é delegada às Sociedades Classificadoras. A análise da estabilidade e correspondentemente os critérios que a balizam são divididos em dois grupos: .) As entidades chamadas Estatutárias são órgãos legislativos cujas regras. • Área de operação: São entidades governamentais responsáveis pela fiscalização das embarcações operando em suas águas territoriais e visam basicamente segurança. critérios e procedimentos devem ser atendidos por força de lei. O regulamento .: A DPC não possui critérios específicos sobre estabilidade de plataformas semisubmersíveis. remete a “ limites aceitáveis de inclinação e afundamento”. que contempla as plataformas semi de perfuração e produção é o IMO-MODU CODE (MODU: Mobile Offshore Drilling Units). Os limites ou critérios referentes a estabilidade intacta e em avaria. CRITÉRIOS DE ESTABILIDADE INTACTA E EM AVARIA: O conceito de estabilidade apresentado no capítulo 1. Sociedades Classificadoras são entidades privadas e independentes que podem classificar e certificar o projeto. Libéria. A IMO não fiscaliza diretamente. e as entidades que determinam estes critérios serão abordados neste capítulo. etc.Norwegian Maritime Directorate (NMD) --> Costa da Noruega.Estabilidade em Avaria: é a análise da estabilidade da embarcação após ter sofrido uma avaria com consequente embarque de água (ou perda de empuxo) mais a ação do vento. .10. Restrito: Prevê a operação apenas em uma região definida. Uma embarcação classificada se mantém em atendimento aos critérios específicos da Sociedade Classificadora para este fim. Classificar---> avaliar. . um projeto. sobrevivência e pull-in. segundo critérios preestabelecidos. por isto abordaremos aqui apenas as regras referentes a estabilidade de plataformas semi-submersíveis contidas neste regulamento. e considera o risco específico da região. se encontra em anexo. implicam em níveis de risco critérios diferenciados: . direcionam os regulamentos segundo parâmetros indicativos dos riscos operacionais.2 Filosofia dos regulamentos O IMO-MODU tem regras de estabilidade relativamente simples e que são a base das regras das Sociedades Classificadoras. quando passa de uma condição principal para outra. O risco assumido é bem menor.avalista para as seguradoras e controle da qualidade para o armador. tanto da IMO-MODU quanto das Sociedades Classificadoras.Calado ou condição permanente: calados nos quais a unidade vai passar a maioria da sua vida útil.Subdivision. segundo critérios preestabelecidos. O Capítulo 3 do IMO MODU 1989 referente a subdivisão.Irrestrito: Prevê a operação em qualquer local dentro das regiões petrolíferas comumente exploradas. trânsito. 10. conforme resumido a seguir: * Local de operação: .Calado ou condição temporária: calados que a unidade atinge temporariamente. e os calados a elas associados. e portanto. As regras. * Condição operacional – calado da plataforma: Esta implícito nas regras que condições operacionais permanentes e transitórias. por exemplo Bacia de Campos. uma instalação ou embarcação continuamente. trânsito em tempestade (storm transit). se expor a maiores riscos. O MODU CODE denomina as plataformas semi-submersíveis de “plataformas estabilizadas por colunas”. traduzido para o português. usualmente: operação. O conceito de classificar difere do certificar conforme explicado a seguir: Certificar ---> avaliar. estabilidade e borda livre (Chapter 3 . 40 . Também chamado de calados principais. . Considera que o risco é maior pois engloba regiões com condições ambientais severas como Mar do Norte e Golfo do México. stability and freeboard). limitado a um patamar mínimo. através de vistorias periódicas. equipamento ou instalação em um determinado instante. considerando uma determinada direção de inclinação. no qual a linha d’água irá tocar a primeira abertura não estanqueizável de um compartimento de razoáveis proporções.Operação irrestrita: .1) apresente um θED menor que θEI e θalag.3 Critério de estabilidade intacta (apenas vento): A velocidade do vento (V) que o critério impõe deve ser considerado como incidindo na pior direção. no mínimo 50 nós. com ventos máximos de. e depende do local de operação: .Operação restrita: Considera apenas um modo de operação. a P-XXI foi classificada para operar apenas na Bacia de Campos e deve suportar o vento crítico de 72.E. ou seja. Por exemplo. de tal forma que a C.Plataforma em operação normal ---> deve suportar ventos ≤ 70 nós. resultante (ver item 7.E. a direção na qual causa o maior ângulo de equilíbrio. . .2.10. O principal critério que deve ser atendido para plataformas semi é que a mesma tenha suficiente restauração para suportar o Me (momento de emborcamento) referente ao vento definido acima. considerando para o cálculo de θED que a área sob a curva de Mr deve ser equivalente a área sob a curva de Me mais 30 % (ver figura 18).Plataforma em condição de tempestade ---> deve suportar ventos entre 70 e 100 nós (storm condition).7 nós. FIGURA 18 – ESTABILIDADE INTACTA: Critério de Razão de Áreas Ângulo de alagamento progressivo (θalag) é o ângulo. Considera-se esta condição 41 . 4 Critério de Estabilidade em avaria (alagamento + vento): As hipóteses críticas determinantes na definição dos critérios de estabilidade em avaria são alagamento de um ou mais compartimentos definidos pela extensão da avaria e alagamento de um compartimento.4): A unidade deve suportar o alagamento de um compartimento qualquer.o ângulo final de equilíbrio deve ser menor que 25 graus.todas as aberturas abaixo da linha dágua final devem ser estanques. comprometendo bastante a sua estabilidade. que é o maior KG naquela condição na qual a plataforma ainda atende ao critério em questão.3 até θalag ou θEI 10. mas também se enquadram nesta categoria. . Um segundo critério exigido é que curva de momentos de retorno deve ser positiva em toda a faixa de ângulos desde o zero até o θEI (segunda interseção). Estas hipóteses são detalhadas a seguir: 10. 10. total ou parcialmente abaixo da linha dágua. Para cada calado e condição (tempestade ou operação) teremos um KGmax relativo a estabilidade intacta.1 Alagamento de um compartimento (IMO MODU 3. que seja uma praça de bombas.4. dentre outras: suspiros.4.4. aberturas para ventilação e portas não estanques. 1 compartimento unidade com + qualquer alagado KG= KGmáx = θEE < θalag e θEE < 25° Partindo do princípio que dificilmente um critério conseguirá abranger todos os casos é recomendável incluir nesta hipótese crítica compartimentos por onde passe os ramais principais da rede de água de refrigeração e de injeção.2 Alagamento de um ou mais compartimentos segundo extensão de avaria (IMO MODU 3.3) : 42 . A principal abertura não estanqueizável nas plataformas semi é a do paiol de amarras.deverá haver uma faixa de estabilidade positiva de 7 graus após o ângulo de equilíbrio considerando o alagamento. . Resumindo: Vento referente à condição na pior direção + unidade com KG = KGmax = (A + B) = (B + C) x 1. que faça fronteira com o mar ou no qual existam equipamentos refrigerados com água salgada.como limite pois ao atingir este ponto e alagar este compartimento a unidade inclinaria e afundaria mais. O resultado prático da aplicação dos critérios de estabilidade intacta e em avaria é a definição do KG máximo (KGmax).4. atendendo aos seguintes limites: . o ângulo final de equilíbrio deve ser menor que 17 graus.a curva de Mr após a avaria definida acima deve ter uma faixa de estabilidade positiva de 7 graus entre o θEE e o menor entre θEI e θalag. conforme definido no item 10.A unidade deve ter borda livre e compartimentação adequada para suportar o alagamento de um ou mais compartimentos. Dentro desta faixa. ambos medidos no mesmo ângulo . . . é necessário que o Mr seja o dobro do Me referente ao vento de 50 nós. acrescido de um vento de 50 nós na pior direção. atendendo aos seguintes limites (ver figura 19): . 1 ou mais compartimentos alagados vento de 50 nós na pior direção unidade com KG= KGmáx + + = θee ≤ 17° FIGURA 19 – ESTABILIDADE EM AVARIA Legenda da figura 19: Moment: momento Extent of weathertight integrity: extensão da região íntegra ao tempo Wind heeling moment: momento de emborcamento devido ao vento Righting moment: momento de retorno Angle of inclination: ângulo de inclinação First intercept: Primeira interseção Second intercept: Segunda interseção 43 .3.4.todas as aberturas abaixo da linha dágua final devem ser estanques e aberturas até 4 m acima devem ser a prova de tempo. As Sociedades Classificadoras utilizam critérios de GM diferentes e seletivos. Extensão da avaria: . Esta característica implica que provavelmente haverá uma faixa de calados.Horizontal periférica: . As plataformas semi.10): As avarias analisadas no item anterior devem considerar.0 m 44 .Colunas: porções expostas das colunas da periferia.5 Critério geral (condições intermediárias): Durante o lastro ou deslastro.Pontoons: região exposta da periferia. nos quais o BM cai abruptamente.Vertical: 3 metros.5 m Obs. a pior avaria dentro da região e com a extensão definidas abaixo (ver figuras 19– a e 19–b): Região da avaria: .3 Região e extensão da avaria (IMO MODU 3. apresentam grande variação de linha dágua e respectiva inércia ao longo da coluna. . . por exemplo. principalmente as que sofreram conversão e tiveram volumes (blisters) adicionados às colunas. FIGURA 19 (a) FIGURA 19 (b) 10. a menos que um meio de fechamento adequado seja utilizado.5. para cada um dos calados principais. . Pontoons: 3 metros. 5 metros acima e 3 metros abaixo dos calados principais. é importante manter o GM no mínimo positivo em qualquer condição. Coluna: 1/8 do perímetro.Condição permanente: GM ≥ 1.4.: Qualquer duto ou passagem localizada dentro da região de avaria deve ser considerado avariado e os compartimentos a ele ligados devem ser considerados alagados.10. . É importante que o responsável pela estabilidade a bordo faça simulações antes de passar pela região de calados críticos para garantir que o GM estará acima de um mínimo aceitável. enquanto a plataforma estiver passando por calados intermediários indo de um calado principal a outro. chamados de críticos.Horizontal normal (penetração): 1. O DNV (Det Norske Veritas). determina que: . .3 m 45 .Condição temporária: GM ≥ 0. preferencialmente sem que haja a necessidade de retirar cargas (back load). ao ser respeitada. corrigido (somado) pelo efeito da superfície livre. O KG da unidade em uma dada condição de operação. tem que ser menor que o KG máximo obtido desta curva para o calado e a condição de operação em questão.11. Esta curva é determinada apenas retirando ou adicionando lastro. O KG determinado pela curva no calado de operação é o maior KG para que seja possível apenas deslastrar e atingir o calado de trânsito atendendo aos critérios. Geralmente ela é apresentada na forma da envoltória determinada pelo menor KG máximo dos três critérios. A curva da curva de KGmax do ANEXO II é um exemplo típico. determinandose uma curva de lastro-deslastro do calado atual. ou seja. a condição inicial. até o calado final. antes de lastrear ou deslastrear se o KGmax será atendido nos calados intermediários e no calado final. o que mais limita. implica no atendimento a todos os critérios de estabilidade (ANEXO II). Alem de atender ao KGmax na condição (calado) na qual a plataforma se encontra é necessário verificar. através de um gráfico ou tabela. Portanto esta curva. A curva de KG máximo consta obrigatoriamente do Manual de Operação devendo ser bem conhecida e sempre respeitada pelos responsáveis pela estabilidade a bordo. tendo por condição inicial o KGmax no calado de trânsito indo até o calado de operação. Esta verificação é feita. CURVA DE KG MÁXIMO: A curva de KG máximo é a representação gráfica dos critérios de estabilidade intacta. considerando o KG atual. 46 . a um VCG médio dos tanques. em avaria e de GM mínimo (ver capítulo 10) ao longo da faixa de calados de interesse. sendo subdivididas em oito regiões em um plano horizontal. de forma simplificada. Estes limites são verificados. pela diferença máxima entre a soma das cargas em quadrantes adjacentes ( ex.: P-XII --> 500 toneladas) ou diferença máxima entre a soma das cargas em uma região e a carga “objetivo” para esta região. LIMITAÇÕES ESTRUTURAIS São duas as limitações estruturais em plataformas semi-submersíveis: • Limitações locais: carga máxima suportada em cada região de cada piso ou convés. Consta de um plano. XVI e XVII ). geralmente denominado plano de cargas.: BB-VANTE e BE-RÉ bem mais carregados que BEVANTE e BB-RÉ). com a representação dos conveses e pisos e a carga máxima em cada região. • Limitações globais: limitações quanto a distribuição de carga a bordo de forma a limitar os esforços torsionais na unidade. 47 . Este último procedimento é utilizado nas unidades da Petrobrás construídas na França ( U-XIII. A intenção é limitar a torção gerada por carregamentos assimétricos nas diagonais (ex. XIV.12. em t/m2. Algumas plataformas semi foram projetadas prevendo uma condição operacional associada a um calado denominado de sobrevivência. para a passagem de ondas correspondentes a condição crítica de tempestade. com relação a estrutura de fundo de convés. Estes são valores devem ser interpretados apenas como uma referência pois não são limites em si e sim derivados dos limites apresentados acima. a distribuição destes e o calado decorrente. devem atender aos limites abaixo: • Estabilidade intacta e em avaria: verificado comparando-se o KG calculado e corrigido pelo efeito de superfície livre com o KG máximo (ver capítulo 10). É comum o Manual de Operação da semis apresentarem valores de carga de convés ou carga variável (variable load) associados a cada condição operacional. • Limitações estruturais: limites de carga local e global (ver capítulo 12). como também a maioria dos contraventamentos (principalmente os horizontais) não foram projetadas para suportar cargas cíclicas. FATORES QUE LIMITAM UM CARREGAMENTO QUALQUER Em toda e qualquer condição na qual a plataforma esteja. Este calado foi determinado de forma que a unidade tenha folga vertical (“air-gap”) suficiente.13. geralmente por questões de fadiga. 48 . • Folga vertical (air-gap) mínima entre as ondas e estruturas sensíveis ao choque: as estruturas do fundo do convés. Sendo assim a unidade deve alterar o calado quando esta folga mínima é atingida. o total dos pesos e cargas a bordo. 14. BOLETIM DE ESTABILIDADE O boletim de estabilidade é documento oficial de verificação e registro dos parâmetros associados à estabilidade da plataforma, devendo ser preenchido no mínimo diariamente ou sempre que houver necessidade de se analisar uma dada distribuição de pesos e cargas que possa incorrer na violação de algum dos critérios apresentados. Ver boletim em anexo. Dados registrados, cálculos e verificações efetuados no boletim: - Somatório dos pesos e cargas e cálculo da posição do centro de gravidade da unidade: ∆, LCG, TCG, VCG ou (KG); - Registro dos tanques com superfície livre e a correção de superfície livre total (C.S.L.); - Calados da unidade e, através deste, as características hidrostáticas o calado equivalente; - Comparação do somatório de pesos com o deslocamento obtido das hidrostáticas. É uma forma de conferir o somatório do peso total e rastrear erros sistemáticos; - Comparação do KG calculado e corrigido pelo efeito da superfície livre com o KG máximo (ver capítulo 11); - Tensões nas amarras a intervalos regulares; - Condições ambientais: vento e onda; - Movimento da unidade: roll, pitch, etc; - Estoque dos consumíveis e consumo de energia. 14.1 Conclusões e Recomendações Importantes: • A diminuição do KG em uma dada condição sempre implica em melhora da estabilidade; • O GM é um indicativo de estabilidade inicial da unidade. Representa uma tendência, não um quadro geral da estabilidade, e está diretamente relacionado a inércia da linha d’água na condição; • Os calados principais (trânsito, sobrevivência, operação, etc.) provavelmente são mais seguros no que se refere a estabilidade em avaria pois os critérios utilizados consideram riscos maiores a eles o que implica em uma compartimentação diferenciada; • A curva de KG máximo permissível engloba todos os critérios de estabilidade pertinentes a unidade em questão e deve ser respeitada a todo instante; • Os fatores que limitam um carregamento qualquer estão listados abaixo e a carga de convés ou carga variável apresentada nos Manuais é apenas uma referência, não sendo limitante em si: - critérios de estabilidade intacta e avaria; - air-gap (folga) mínima para a passagem de ondas; - limites estruturais, locais e globais; • O calado de sobrevivência foi previsto como uma forma de atender a folga vertical (airgap) mínimo em situações críticas. Ele não implica obrigatoriamente em melhor estabilidade; • Em última análise os critérios de Estabilidade em Avaria vão determinar a compartimentação da unidade, ou seja, para que a mesma atenda a estes critérios é 49 imprescindível manter esta compartimentação intacta através do fechamento de portas estanques, escotilhas, dampers, etc.. 50 15. CONTINGÊNCIA PARA AVARIA E PREVISÃO DE MAU TEMPO São apresentadas orientações gerais relativas às contingências de avaria e mau tempo. Planos específicos e particulares para cada unidade deverão ser elaborados pela equipe responsável pela estabilidade, com quaisquer apoio que se faça necessário. Todos os envolvidos na contingência devem ser treinados sistematicamente em simulados. 15.1 Providências no caso de expectativa de ventos acima de 70 nós: Providências em ordem de prioridade, executar simultaneamente quando possível. • Comunicar regularmente a necessidade auxílio, as condições ambientais, a situação na qual a plataforma se encontra e as providências que estão sendo tomadas para: * os responsáveis em terra, incluindo os grupos de apoio à contingências; * plataformas próximas; * rebocadores e embarcações em geral, nas imediações. • Verificar a estabilidade da plataforma nas condições atuais; • Prever e iniciar procedimentos para baixar o KG até o limite correspondente a condição de tempestade, se necessário, ou para melhorar a estabilidade e correspondente resposta da plataforma: * transferir colunas do set back para os racks; * diminuir a superfície livre geral e o nível de lama nos tanques; * diminuir tensão nos cabos guia e cabos tensionadores do riser; * reduzir o volume de fluidos na planta. Obs.: Planejar levando em conta os limites de operacionalidade dos equipamentos de manuseio de cargas (guindastes, etc.) • Corrigir continuamente a banda e o trim permanentes, assumidos pela unidade devido ao vento, na metade do seu valor (ex.: banda permanente de 6° deve ser corrigida até 3°); • Estaiar ou estivar corretamente e de forma segura todos os pesos soltos tais como: * lanças de guindaste; * tubos nos racks; * containers e caixas no convés; * B.O.P., A.N.S., etc; * catarina. • Providenciar junto com o encarregado a parada das operações de produção ou perfuração com “hang off” e retirada do riser, se necessário; • Verificar a estanqueidade dos compartimentos obrigatoriamente estanques, começando pelos compartimentos a sotavento mais prováveis de serem inundados. Verificar: * portas, escotilhões e passagens estanques; * drenos e embornais; * proteções de gaiutas, vigias e escotilhas; * válvulas dos sistemas de lastro, água industrial, etc; 51 * rebocadores e embarcações de apoio. dependendo do caso específico: * solecar as linhas menos solicitadas. balsas infláveis). portas estanques. • Comunicar. equalizar. • Reduzir o número de tanques com superfície livre e baixar o nível dos tanques de lama. • Verificar o funcionamento dos seguintes equipamentos: * gerador de emergência.Obs.: Ver lista no manual de operação de plataforma. * equipamentos de salvatagem (turco das baleeiras. 52 . incluindo os grupos de apoio à contingências. * caso as tensões máximas atingirem novamente os limites. * plataformas próximas. expondo a situação atual. • Acionar o gerador de emergência (caso este não tenha entrado automaticamente). * prever a possibilidade de conectar um rebocador à cabresteira. • Monitorar continuamente as tensões nas linhas de ancoragem a barlavento. passando para o outro bordo a alimentação da água de refrigeração e injeção. • Se a origem e/ou a extensão do alagamento for desconhecida efetuar imediatamente. se necessário. * fechar todas as passagens por fronteiras estanques: dampers. • Observar continuamente a folga vertical (“air-gap”) mínima das ondas com relação aos membros inferiores do convés. ventos maiores que 70 nós. as providências a serem tomadas e requisitando apoio (rebocador em stand-by) para: * os responsáveis em terra. * apito de neblina. solecando as mais solicitadas ou tensionando as linhas próximas à mais solicitada. etc. ou seja. Prever. * comunicação de emergência. as sequintes as providências: * fechar todas as válvulas de caixa de mar. a partir da extremidade mais afundada. • Limitar e/ou retardar o alagamento fechando válvulas de passagem e suspiros dos compartimentos alagados. 15. o atendimento aos procedimento para atingir o calado de sobrevivência com o KG abaixo do limite requerido.2 Providências no caso de alagamento e parada dos geradores principais: Providências em ordem de prioridade. • Manter pessoal não essencial nas acomodações sob coordenação e instrução. limitando ao máximo as cargas nele “penduradas” a fim de ligar as bombas de lastro necessárias. No caso das tensões atingirem valores próximos ao limite recomendado (pré-tensão) executar a sequência de providências a seguir. * luzes de navegação. nas imediações. Executar simultaneamente quando possível. para evitar pânico. o mais próximo possível da região alagada. barcos infláveis e coletes salva-vidas). principalmente ao considerarmos as alternativas existentes (baleeiras.• Ensejar ações com o objetivo principal de compensar o trim e a banda e assim colocar em funcionamento os geradores principais. • Se possível inspecionar os tanques adjacentes ao tanque avariado a fim de avaliar possíveis danos estruturais. • Monitorar e verificar continuamente o vento. Uma plataforma semi-submersível mesmo flutuando com calados e inclinações razoavelmente altos (pouca ou nenhuma borda livre). • Após a plataforma ter sido nivelada analisar a conveniência em se inspecionar e/ou reparar emergencialmente a avaria. em caso de abandono à noite. expondo-a através de mudança de calado e pequeno trim e banda. • Verificar e promover a estanqueidade dos compartimentos obrigatoriamente estanques. * em último caso lastreando-se tanques diametralmente opostos à região alagada. 53 . DECISÃO DE DECRETAR O ABANDONO Ter sempre em mente que o abandono é uma operação de grande risco. ainda é um local bastante seguro para se esperar socorro. o KG e a superfície livre total. principalmente. A compensação deve ser feita: * preferencialmente com o deslastro de tanques. a partir dos compartimentos mais próximos à região alagada. agravado com a piora das condições ambientais (ventos e ondas) e. d= Σ ( Pi . CGo + p . Usando a definição acima podemos calcular as cotas do C. CGp = Pf . de um corpo qualquer composto de partes cujos centros de gravidade e pesos são conhecidos. de um corpo rígido qualquer ou de um sistema de corpos rígidos é o ponto que se move como se toda a massa do sistema estivesse nele concentrada e toda a força externa atuante sobre o sistema nele estivesse aplicada. portanto: 54 . sabendo que o momento gerado pelo peso total do corpo agindo no seu C. é igual a soma dos momentos das várias partes que o compõem. com relação a qualquer ponto ou referencial.p • Com o acréscimo de peso. CGp = Pf . CGf ( onde Pf = Po + p ). ou de massa. O peso e CG (P f e CGf ) do corpo sem o peso p é: Po . CGp Po . portanto: CG f = Po . CGo . analogamente: Po .ANEXO I DEFINIÇÃO E CÁLCULO DO CENTRO DE GRAVIDADE: Centro de gravidade. CGo .G. di) DESLOCAMENTO DO C.: • Com a retirada de peso: Peso p retirado da posição CGp de um corpo de peso Po e CGo .p .G.G.p . temos: P. CGf ( onde Pf = Po .p ). CGf . (CGf . 55 .CG f = Po . d Po Obs.CGi como a distância “d” percorrida pelo peso relativo ao referencial considerado (pode ser negativo): CG f = Po . CGp Po + p • Com o translação do peso p da posição Cgi para a posição Cgf: Po . TCG e VCG (ou KG). CGo + p . CGf (onde Pf = Po).: Estas equações são válidas para os três eixos de referência LCG. CGi = Pf .CGi) Po Podemos chamar CGf . CGo + p .p . CGo + p . portanto: CGf = Po . CGo + p . ANEXO I I CURVA DE KG MÁXIMO 56 . e deverão ser levados em consideração nas operações diárias. os dados de peso leve da primeira unidade da série poderão ser aceitos pela Administração no lugar da prova de inclinação. quando esta unidade estiver tão próxima quanto possível do término da construção. devem ser mantidos no manual de operação ou em um livro de registro de alterações de peso leve.O teste de inclinação ou o inventário de peso leve deverão ser executados na presença de um funcionário da Administração. 3. pois são reconhecidas como sendo difíceis em ter a similaridade aceitável de peso ou de centro de gravidade necessárias para obter uma dispensa da prova de inclinação.Uma prova de inclinação deverá ser exigida para a primeira unidade de uma série. devidas a alterações de peso por mudanças pequenas nas máquinas. são menores do que 1% dos valores do deslocamento leve e das dimensões horizontais principais determinadas para a primeira unidade da série. mesmo que de projeto idêntico.1 . ou de uma pessoa devidamente autorizada ou de um representante de uma organização aprovada. ESTABILIDADE E BORDA LIVRE 3.Curvas de momento de endireitamento e momento de emborcamento 3. 3.2 . 3. 3.3 . deverá ser realizado um novo teste de inclinação. acessórios ou equipamentos. de estruturas.6 .4 . No caso de unidades estabilizadas por colunas.1 . um inventário de peso leve deve ser realizado em intervalos não superiores a 5 anos.2. levando em consideração a máxima carga de convés e os equipamentos nas 57 .1. com cálculos demonstrativos. incluindo os calados das condições de trânsito.2 .Para unidades sucessivas de projeto idêntico. deverão ser colocados no manual de operação . desde que a diferença no deslocamento leve ou na posição do centro de gravidade.Os resultados da prova de inclinação ou inventários de peso leve e teste de inclinação ajustado para diferenças de peso.1.1.1. 3.1. 1989 (1989 MODU CODE) CAPÍTULO 3 .Nas unidades estabilizadas por colunas.Prova de Inclinação 3. 3.As curvas de momento de endireitamento e de momento de emborcamento devido ao vento.5 . Quando o inventário de peso leve indicar uma mudança no deslocamento leve calculado do navio maior do que 1% do deslocamento de operação. confirmadas pelos resultados do inventário de pesos. de acessórios e de equipamentos que afetem os dados de peso leve.SUBDIVISÃO.ANEXO III INTERNATIONAL MARITIME ORGANIZATION CODE FOR THE CONSTRUCTION AND EQUIPMENT OF MOBILE OFFSHORE DRILLING UNITS. tipo semi-submersível. similares às figuras 3-1. devem ser tomados cuidados extras no cálculo detalhado do peso e na comparação com a unidade original de uma série.O registro de todas as alterações de máquinas. para determinar com precisão os dados de peso leve (peso e posição do centro de gravidade).1.1 . deverão ser preparadas cobrindo a faixa completa de calados de operação. Deverão ser consideradas as superfícies livres dos líquidos nos tanques.2 . 3. o braço de alavanca da força de emborcamento do vento deverá ser tomado verticalmente do centro de pressão de todas as superfícies expostas ao vento.5 m/s (100 nós) deverá ser utilizada para condições de tempestades severas. poderão ser exigidas curvas adicionais de momentos de emborcamento por vento e estas informações deverão indicar claramente a posição destes equipamentos.Quando houver equipamentos tais que podem ser arriados e estivados.2. 60% da área projetada de um lado.2. . Deve-se assumir a unidade flutuando livre da ação da ancoragem. isto é. e uma velocidade mínima de vento de 51.Em geral uma velocidade mínima de vento de 36 m/s (70 nós) para operação oceânica deverá ser usada para condições operacionais normais. ao centro de resistência lateral do corpo submerso da unidade.4 – As forças de vento deverão ser consideradas de qualquer direção relativa à unidade e o valor da velocidade do vento deverá ser como segue: . CH= coeficiente de altura em função da altura acima nível do mar da estrutura exposta ao vento (consultar a tabela 3-2). V= velocidade do vento (metros por segundo). As curvas dos momentos de endireitamento e as curvas dos momentos de emborcamento por vento deverão estar relacionadas aos eixos mais críticos.8 m/s (50 nós) para condições operacionais normais.Quando uma unidade tiver operação limitada a locais abrigados (águas interiores protegidas tais como lagos.2. 3.posições mais desfavoráveis aplicáveis. deverão ser incluídas usando o fator de forma apropriado. 3. rios. As treliças abertas poderão ser aproximadas tomando-se 30% da área projetada do bloco das seções anteriores e posteriores.5 . pântanos.No cálculo das áreas projetadas no plano vertical.1 . etc. como por exemplo as superfícies sob conveses.) deverá ser considerada uma velocidade reduzida de vento não inferior a 25.5CSCHPV²A Onde: F= força de vento (newtons). baías. P= densidade de massa do ar (1. 58 .As curvas de momentos de emborcamento por vento deverão ser plotadas para forças de vento calculadas pela fórmula: F= 0.2. CS= coeficiente de forma dependente da forma da estrutura exposta ao vento (consultar a tabela 3-1).2 . as áreas das superfícies expostas ao vento devido a banda ou trim. 3. A= área projetada de todas as superfícies expostas na condição adriçada ou na condição adernada (metros quadrados) 3. etc.6 .222 Kg/m³).3 .2..No cálculo dos momentos de emborcamento por vento. 56 1.0 .5 152.Os momentos de emborcamento por vento derivados de testes em túneis de vento com modelo representativo da unidade poderão ser considerados como alternativas ao método descrito em 3.167.5 91.5 30.5 .4 1.5 -106.8 .7 .00 1.2.5 1.0 1.0 76.198.2.37 1.20 1.4 0.0 .0 46.5 1.70 1.63 1.0 .46..0 198.30.7.As curvas de momento de emborcamento deverão ser calculadas para um número suficiente de ângulos de inclinação para definir a curva.3 1. Tc) Grupos de superestruturas ou estruturas semelhantes Cs 0.43 1. 3.0 .0 122.3. TABELA 3-1 Valores do coeficiente Cs FORMA Esférica Cilíndrica Superfície plana grande (casco.2.0 . vigas.2 1.1 TABELA 3-2 Valores do coeficiente Ch ALTURA ACIMA DO NÍVEL DO MAR (metros) 0 -15.60 1.48 1.3 15.0 137. Esta forma de determinar o momento de emborcamento deverá incluir efeitos de sustentação e arraste nos diversos ângulos de inclinação aplicáveis.5 106.3 .0 183.10 1.5 .152.52 1.25 1. Para cascos com formato de navio a curva poderá ser assumida como variando pela função coseno da inclinação da embarcação.5 167.0 .30 1.67 1.0 61.76.183.72 59 .5 . superestruturas. áreas lisas sob conveses) Torre de perfuração Cabos Vaus e longarinas expostas sob convés Peças pequenas Formas isoladas (guindastes.213.122.137.91.2.5 .61.0 .3 a 3.5 Ch 1. 3.0 acima 256 1.1 A estabilidade de uma unidade em cada modo de operação.256. o menor dos dois. a Administração poderá permitir o carregamento de uma unidade além do ponto no qual sólidos consumíveis teriam 60 . .3 .Para unidades de superfície e auto-elevatórias a área sob a curva de momento de endireitamento até a segunda interseção ou ângulo de alagamento progressivo.3. deverá estar de acordo com os critérios a seguir (consultar também a figura 3-1): .0 244.244.5 228.228.77 1. .1 .2 .0 .2 .213. Os procedimentos recomendados e o intervalo aproximado de tempo exigido.3 .5 . a área sob a curva de momento de endireitamento até o ângulo de alagamento progressivo não deverá ser inferior a área sob a curva de momento de emborcamento. 3. No entanto. acrescida de 30% até o mesmo ângulo limite. não deverá ser inferior a área sob a curva de momento de emborcamento por vento acrescida de 40%.A curva de momento de endireitamento dever ser positiva em todas a faixa de ângulos de condição adriçada até a segunda interseção.79 1.80 Figura 3-1 . Deverá ser possível atingir a condição de tempestade severa sem a remoção ou relocação de consumíveis sólidos ou de outras cargas variáveis.Cada unidade deverá ser capaz de atingir a condição de tempestade severa em um intervalo de tempo consistente com as condições meteorológicas.5 .75 1.Para unidades estabilizadas por colunas.Curvas de momento de endireitamento e momento de emborcamento (∃) Momento (b) Ângulo de inclinação (c) Momento de emborcamento 3. deverão estar contidos no manual de operação. até o mesmo ângulo limite.Critério de estabilidade intacta (d) Momento de endireitamento (e) Ângulo de alagamento progressivo (f) Segunda interseção 3. considerado condições de operação e condições de trânsito. Na determinação da aceitabilidade destes critérios.8 m/s (50 nós) superposto de qualquer direção.condições ambientais representando ondas e ventos reais (incluindo rajadas) apropriadas para serviço em todo o mundo em várias modos de operação. 3. Nesta condição. como aplicáveis: . que se situe com folga dentro de um período de previsão de tempo favorável.4 . A análise deverá incluir os resultados dos testes em tunel de vento.2 – A unidade deverá ter reserva de estabilidade suficiente em uma condição de avaria para suportar o momento de emborcamento por vento baseado em uma velocidade de vento de 25.2 . consistentes com a hipóteses de avaria estabelecidas em 3. e que seja demonstrado que eles asseguram estabilidade inicial positiva adequada. . sob as condições a seguir.potencial de alagamento considerando as respostas dinâmicas em mar aberto: .4. ou .1 .5 . não se tornam suficientemente severas para exigir que uma unidade necessite ir para uma condição de tempestade severa.3 . 61 .em uma área geográfica onde as condições do tempo. deverá cobrir faixas de frequência suficientes para assegurar a obtenção das respostas dos movimentos críticos. as condições do tempo e as condições de carregamento nas quais isto é permitido.1 . em geral o alagamento de qualquer compartimento em qualquer condição de operação ou de trânsito. anual ou sazonalmente.Subdivisão e estabilidade em avaria Unidades de superfície e auto-elevatórias 3. As áreas geográficas.uma margem de segurança adequada para considerar as incertezas.quando se exige que uma unidade suporte carga extra de convés por um curto intervalo de tempo.resposta dinâmica de uma unidade. .4 . considerando a energia de restauração da unidade e a inclinação estática devida à velocidade média do vento e a resposta dinâmica máxima.5.Poderão ser considerados pela Administração critérios alternativos de estabilidade. . Qualquer espectro de vento e onda utilizado. a linha d'água final. após o alagamento.2 . deverão ser explicitadas no manual de operação. 3.que ser removidos ou relocados para atingir a condição de tempestade severa.suscetibilidade a emborcamento. testes com modelos em tanque de ondas e simulação não-linear.1 – A unidade deverá ter borda livre suficiente e ser subdividida pôr meio de conveses e anteparas estanques à água para ter flutuabilidade e estabilidade suficiente para suportar.3.3 . onde aplicável. a Administração deverá considerar pelo menos os itens a seguir. deverá estar abaixo da borda inferior de qualquer abertura de alagamento progressivo. desde que o requisito de KG permissível não seja excedido: .4. desde que seja mantido um nível equivalente de segurança. 3. a curva de momento de endireitamento. Consultar a figura 3-2 a seguir.2.3.A unidade deverá possuir borda livre suficiente e ser subdividida por meio de conveses e anteparas estanques à água para ter flutuabilidade e estabilidade suficientes para resistir a um momento de emborcamento induzido pôr vento com velocidade de 25.2.10. após a avaria estabelecida acima.qualquer abertura abaixo da linha d 'água final deverá ser estanque à água e as aberturas até 4 m acima da linha d´água final deverão ser estanques ao tempo. da primeira interseção até o menor ângulo considerado a extensão da integridade estanque ao tempo definida em 3. . considerando os itens a seguir: .2 .o ângulo de inclinação.5.1 . Dentro desta faixa. e a segunda interseção. não deverá ser superior a 17°.4.Unidade estabilizada por colunas 3.3 . após a avaria estabelecida em 3. 62 . deverá ter uma faixa de pelo menos 7º. em qualquer condição de operação ou de trânsito.8 m/s (50 nós) superposto de qualquer direção.3 . ambas medidas no mesmo ângulo. .4. a curva de momento de endireitamento deverá alcançar um valor de pelo menos duas vezes o valor da curva de momento de emborcamento por vento. A capacidade de redução dos ângulos de inclinação por esgotamento ou por lastreamento de compartimentos ou aplicação de forças pelo sistema de ancoragem.deverá haver uma faixa de estabilidade positiva. 3.4.o ângulo de inclinação após o alagamento não deve ser superior a 25º .1 . Todos os tipos de unidades 3. 3.3 . .2 .6 . .4. etc.Figura 3-2 . Moment: Momento Angle of inclination: Ângulo de inclinação First intercept: Primeira interseção Second intercept: Segunda interseção Wind heeling moment: Momento de emborcamento por vento Righting moment: Momento de endireitamento Extent of weathertight integrity: Extensão da integridade estanque ao tempo 3. o qual pode ser um compartimento de bombas.1 a 3. além do ângulo de inclinação calculado nestas condições.2 .4.7 .4. de pelo menos 7º. Na determinação da aceitabilidade destes critérios. considerando o seguinte : .4. .Curvas de momento de endireitamento e de momento de emborcamento por vento.4. .4.4 . localizado total ou parcialmente abaixo da linha d' água em questão.Extensão de avaria 63 .3 .extensão da avaria como estabelecido em 3.4. Nestes cálculos deve-se assumir que a unidade está na pior condição prevista de serviço no que diz respeito a estabilidade e está flutuando livre da ação da ancoragem.A unidade deverá possuir flutuabilidade e estabilidade suficientes em qualquer condição de operação ou de trânsito para suportar o alagamento de qualquer compartimento estanque à água.qualquer abertura abaixo da linha d’água final deverá ser estanque à água.que seja considerada uma margem adequada contra emborcamento. 3..em unidades estabilizadas colunas o alagamento de qualquer um compartimento.Critérios de estabilidade em avaria e de compartimentação alternativos poderão ser consideradas para aprovação pela Administração desde que seja mantido um nível equivalente de segurança. a Administração deverá considerar e verificar pelo menos os itens a seguir: . deverá ser determinado por cálculos que considerem as proporções e as características de projeto da unidade e o arranjo e a configuração dos compartimentos avariados.4.5 .5. não deverão ser consideradas como justificativas para o relaxamento de quaisquer requisitos.1 .5 . um compartimento contendo máquinas com sistema de resfriamento a água salgada ou um compartimento adjacente ao mar. como estipulado em 3.O cumprimento dos requisitos de 3. 6 – A distância entre anteparas estanques à água efetivas ou suas partes mais próximas.7 – Quando ocorrer uma avaria com extensão menor do que foi estabelecido em 3. as quais estão posicionadas dentro da extensão assumida da penetração horizontal. esta extensão menor deverá ser assumida.9 – Todas as tubulações.5. onde existir uma distância menor.5. 3. esta extensão menor deverá ser assumida.0m.4 .5.1 – penetração horizontal: 1.1. 3. acessos etc. a extensão da avaria mencionada acima deverá ser aplicada para a plataforma e para a balsa.1 .2 – extensão vertical: da linha base para cima sem limite. não deverá ser inferior a 3. deverão ser assumidos como avariados. deverá ser assumida a seguinte extensão de avaria ocorrendo entre anteparas efetivas estanques à água: .. as quais estão posicionadas dentro da extensão assumida da penetração horizontal.penetração horizontal: 1. 3.5.5 e resultar em condição mais severa.Unidades de superfície 3. dutos de ventilação. dentro da extensão da avaria estipulada em 3.Na determinação da estabilidade em avaria das unidades auto-elevetórias. 3. mas não simultaneamente. dentro da extensão da avaria descrita em 3.5m.3 . uma ou mais anteparas adjacentes deverão ser desprezadas.5 .Quando ocorrer uma avaria com extensão menor do que for estabelecido em 3.5.1. deverá ser assumida a seguinte extensão da avaria entre anteparas efetivas estanques à água: . dutos de ventilação. e . 3.. a menos que seja julgada necessária pela Administração devido a estarem muito próximas.A distância entre anteparas efetivas estanques à água ou suas partes mais próximas.5.5. não deverá ser inferior a 3.5. sem limite. Deverão ser instalados meios apropriados de fechamento nas fronteiras estanques à água para evitar o alagamento progressivo de outros espaços destinados a permanecerem intactos. 3.2 .Na determinação da estabilidade em avaria de unidades de superfície.5. uma ou mais anteparas adjacentes deverão ser desprezadas. Deverão ser instalados meios apropriados de fechamento nas fronteiras estanques à água para evitar o alagamento progressivo de outros espaços destinados a permanecerem intactos.1 e resultar em condição mais severa.5.2 . Unidades estabilizadas por colunas 64 .8 – Quando for instalada uma balsa.5m. onde existir uma distância menor.5. e . acessos etc. deverão ser assumidas como avariados.5.0m. Unidades auto-elevatórias 3.5.5.extensão vertical: a partir da linha base para cima.Todas as tubulações. 3. 6 – Integridade da estanqueidade à água 3.10. etc.4 – A penetração horizontal da avaria deve ser assumida como sendo 1.0m abaixo dos calados especificados no manual de operação. compatível com o projeto e com a operação apropriada da unidade.5. deverão ser feitos arranjos para manter a integridade estanque à água dos compartimentos fechados. ..5. dutos de ventilação. exceto quando as anteparas estão espaçadas a uma distância menor do que um oitavo do perímetro da coluna no calado considerado. e neste caso uma ou mais anteparas deverão ser desprezadas.10 – Na determinação da estabilidade em avaria das unidades estabilizadas por colunas.2.10.0m acima e 3. acessos. Poderão ser aplicadas distâncias menores acima ou abaixo dos calados. etc.ocorrendo em qualquer nível entre 5.3 ou 3. quando em condição de trânsito.2 – As colunas e os contraventamentos deverão ser assumidos como alagados por avaria com extensão vertical de 3. deverão ser assumidos como avariados.3 – Não deverá ser assumida como avariada nenhuma antepara vertical. Esta estação de controle remoto deverá ter indicadores de posição das válvulas. dependendo da sua forma. mesmo que individuais por coluna (footing).6.10.5 – Os cascos submersos. cascos submersos e contraventamentos na periferia da unidade deverão ser assumidos como avariados.2 – Quando forem instaladas válvulas nos limites estanques à água para manter a integridade estanque.5. do convés principal ou de um convés acima da linha d’água final após o alagamento.0m .5m acima e abaixo do calado especificado no manual de operação. Deverão ser instalados meios apropriados de fechamento nas fronteiras estanques à água para evitar o alagamento progressivo de outros espaços destinados a permanecerem intactos. 3. este compartimento deverá ser a estação central de controle de lastro. do mesmo modo indicado em 3. .. Quando forem necessárias penetrações nos conveses e anteparas estanques à água para acesso. 3. e a avaria deverá ser assumida nas partes expostas das colunas. ventilação. 3. . mediante aceitação pela Administração. 3. dentro da extensão da avaria deverão ser assumidos como avariados.1 – O número de aberturas nas subdivisões estanques à água deverá ser mantido a um mínimo. .10.1. . No caso de uma unidade estabilizada por colunas.6.1 – Somente as colunas. considerando as reais condições de operação. No entanto.5.3. medida na periferia.5. cabos elétricos.6.5. cascos submersos e contraventamentos.4 e 3. estas válvulas deverão poder ser operadas de uma sala de bombas ou de outro compartimento normalmente habitado. deverá ser assumida a seguinte extensão da avaria: . Quando um piso estanque à água estiver localizada dentro desta região a avaria deve ser assumida como tendo ocorrido nos compartimentos acima e abaixo do referido piso estanque à água. 65 . a região requerida da avaria deverá se estender pelo menos 1.5m.6 – Todas as tubulações. escotilhas e escotilhões que estão normalmente fechadas enquanto a unidade está flutuando. se as portas. 66 .6.: sinal luminoso) mostrando a tripulação tanto no local como na estação central de controle de lastro. afirmando que todas estas aberturas tiveram seus fechamentos verificados antes da unidade voltar a flutuar.6. escotilhas e escotilhões estabelecendo que elas não devem ser deixadas abertas com a unidade flutuando.3.6. deverão possuir um dispositivo de fechamento estanque à água adequado. Aberturas externas 3. escotilhas e escotilhões estão abertos ou fechados.6.2 – Nas unidades auto-elevatórias deverá ser feito um registro oficial no Diário de Bordo ou no relatório de verificação específico para este fim.1 – As portas.4 – Os meios usados para garantir a integridade da estanqueidade das aberturas internas. em qualquer condição intacta ou avariada.7 – Quando puder ocorrer o alagamento dos paióis de amarras ou outros volumes de flutuação. 3. as portas de visita instaladas com tampas aparafusadas com pequeno espaçamento entre parafusos não necessitam destes avisos.5 – Os meios para garantir a integridade da estanqueidade das aberturas internas que são mantidas permanentemente fechadas durante a operação da unidade flutuando.2 – As portas. deverão estar de acordo com: . entretanto. deverão ser controladas remotamente da estação central de controle de lastro e deverão também ser operáveis localmente pelos dois lados. A ventilação necessária nesta condição deverá ser provida por métodos alternativos aprovados.1 – Um aviso deverá ser afixado em todos estes dispositivos de fechamento dizendo que devem ser mantidos fechados quando a unidade estiver flutuando. Deverá ser afixado um aviso em todas estas portas. deverão estar de acordo com: . deverão possuir um sistema de alarme (ex. . as aberturas para estes espaços deverão ser consideradas como pontos de alagamento progressivo.6. 3. A estação de controle deverá ter indicadores de abertura/fechamento. escotilhas e escotilhões que são usadas durante a operação da unidade flutuando. como por exemplo tampas aparafusadas com intervalo pequeno entre parafusos.6 – Todas as aberturas de alagamento progressivo cujas bordas inferiores estão submersas quando a unidade estiver inclinada até a primeira interseção entre as curvas de momento de retorno e de emborcamento por vento. .3 – Nas unidades auto-elevatórias. Aberturas internas 3. as válvulas do sistema de ventilação exigidas para manter a estanqueidade deverão ser mantidas fechadas quando a unidade estiver flutuando. .7. 3. 3.2 – Os requisitos da Convenção de Linha de Carga de 1966 relativos a estanqueidade à água e estanqueidade ao tempo de conveses. acessos.5 – Com relação à estabilidade em avaria.3. portas. deverão ser determinadas considerando os requisitos de estabilidade intacta e em avaria. 3..7.2.3. dutos de ar soleiras de portas.7. A borda livre mínima das unidades onde a mesma não possa ser calculada pelos métodos normais estipulados por esta Convenção. deverão ser tomadas como base para todas as unidades na condição flutuando. de estabilidade em avaria e dos requisitos estruturais para as condições de trânsito e de perfuração flutuando. deverão possuir dispositivos de fechamento estanques ao tempo.1 – Os requisitos da Convenção de Linha de Carga de 1966 incluindo os relativos à certificação. Quando esta borda livre for determinada. deverão ser aplicados a todas as unidades e os certificados correspondentes deverão ser emitidos. superestruturas.6. em posições expostas e seus meios de fechamento.7 – As linhas de carga deverão ser determinadas para as unidades de superfície como calculadas sob os termos da Convenção de Linha de Carga de 1966 e deverão estar sujeitas a todas as condições determinadas nesta Convenção. tampas de escotilhas e outras aberturas. 3. deverão ser aplicados os requisitos de 3. ventiladores.Em geral.7. observando as curvas do braço de endireitamento intacto e a linha d’água final após a avaria assumida. tais como tomadas de ar para geradores de emergência.7.8 – Quando for necessário determinar uma borda livre maior do que a mínima para cumprir requisitos de estabilidade intacta ou avaria. Unidade de superfície 3.7 – Borda livre Regras Gerais 3. 3. e quaisquer marcas de estações abaixo do centro do anel deverão ser marcadas. 3. deverá ser aplicado o regulamento 6(6) da Convenção de Linha de Carga de 1966. admissões e descargas.4 e 3. embornais.6. 3. deverá ser determinada com base no atendimento aos requisitos aplicáveis de estabilidade intacta.6.As Administrações deverão ter consideração especial para a posição das aberturas que não podem ser fechadas em emergência.7.3. Se por solicitação do proprietário 67 . etc. as alturas das braçolas de escotilhas e aberturas de ventiladores. A borda livre não deverá ser menor do que a computada de acordo com a Convenção onde aplicável..4.. dutos de ar. ou para cumprir qualquer outra restrição imposta pela Administração.4. as marcas de estações acima do centro do anel não deverão ser marcadas.4 – Todas as aberturas de alagamento progressivo que podem se tornar submersas antes do ângulo de inclinação para o qual a área exigida sob a curva do braço de endireitamento intacto é alcançada. etc.7.7. T. 3.10 – O procedimento descrito em 3. deverão ser considerados nos cálculos de estabilidade.7.85D. pela qual se tem acesso ao mar. A Administração deverá determinar o efeito destas extensões de asa com relação aos requisitos de resistência da unidade baseados no comprimento (L). e quaisquer marcas de 68 .85 do pontal (D) maior do que abaixo. [1]N.7. 3.7. deverá ser feita como estipulado abaixo para poços ou recessos.7. Entretanto.for determinada uma borda livre maior do que a mínima o regulamento 6(6) não precisa ser aplicado. Se uma superestrutura fechada contém parte do “moonpool” deverá ser feita uma redução para o comprimento efetivo da superestrutura. 3. a menos que por isenção explícita. Esta adição para a parte em excesso acima da linha d’água em 0.: “Moonpool” é uma abertura vertical em um ou mais conveses.14 – Quando for necessário determinar uma borda livre maior do que a mínima para cumprir requisitos de estabilidade intacta ou avaria. Unidades auto-elevatórias 3. ou para cumprir qualquer outra restrição imposta pela Administração.85D.9 deverá ser também aplicado no caso de pequenos entalhes ou cortes relativamente estreitos na popa da unidade. ou estiverem no processo de abaixar ou elevar suas pernas. uma correção igual ao volume do poço ou recesso no convés de borda livre dividido pela área do plano de linha d’água em 0. deverá ser feita na borda livre obtida após todas as outras correções terem sido feitas.13 – A borda livre mínima das unidades que devido a sua configuração. exceto a correção de altura da proa. deverá ser aplicado o regulamento 6(6) da Convenção de Linha de Carga de 1966. o volume do “moonpool” não deverá ser incluído no cálculo de qualquer propriedade hidrostática. deverá ser feita uma adição na borda livre geométrica correspondente à flutuabilidade perdida. de estabilidade em avaria e requisitos estruturais na condição flutuando. Se o “moonpool” possui uma área de seção reta horizontal acima da linha d’água em 0. Os efeitos de superfície livre do poço ou recesso alagados. estas unidades não estarão sujeitas aos termos desta Convenção enquanto estiverem apoiadas no fundo do mar. Quando esta borda livre for determinada. as marcas de estações acima do centro do anel não deverão ser marcadas.7.9 – Quando existirem “moonpools” [1] dentro do casco em comunicação aberta para o mar. Quando flutuando ou quando em trânsito de uma área operacional para outra as unidades estarão sujeitas a todas as condições de concessão desta Convenção. não puder ser computada pelos métodos normais estipulados na Convenção de Linha de Carga de 1966. 3.7. de grandes proporções.7. 3. deverá ser determinada com base no cumprimento dos requisitos aplicáveis de estabilidade intacta.12 – As linhas de carga deverão ser designadas para as unidades auto-elevatórias e calculadas sob os termos da Convenção de Linha de Carga de 1966. Quando encontram-se instalados poços abertos ou recessos no convés de borda livre.11 – Pequenas extensões lançadas a partir da popa da unidade deverão ser consideradas como apêndices e excluídas na determinação do comprimento (L) e do cálculo da borda livre. 2 – a folga mínima entre as cristas das ondas que passam próximas a estrutura inferior do convés (ver 2. 3. exceto a correção de altura da proa. deverá ser feita uma adição na borda livre geométrica correspondente à flutuabilidade perdida. 3. a Administração deverá considerar a extensão da aplicação do regulamento 39(3) da Convenção de Linha de Carga para estas unidades.Pequenas extensões lançadas a partir da popa da unidade deverão ser consideradas como apêndices e excluídas na determinação do comprimento (L) e do cálculo da borda livre. Entretanto a balsa ou a estrutura de suporte similar deverá ser sempre considerada na avaliação da estabilidade da unidade flutuando. deverão ser considerados nos cálculos de estabilidade.18 – As unidades auto-elevatórias poderão ser tripuladas quando em reboque. Nestas circunstâncias.15 – Quando existirem “moonpools” [1] dentro do casco em comunicação aberta para o mar. pois sua posição vertical relativa ao caso superior poderá ser crítica.17 . Esta adição para a parte em excesso acima da linha d’água em 0. deverá ser feita como estipulado abaixo para poços ou recessos.20 – A forma do casco deste tipo de unidade torna impraticável o cálculo da borda livre geométrica de acordo com as especificações do capítulo III da Convenção de Linha de Carga de 1966.estações abaixo do centro do anel deverão ser marcadas.7. 3. Unidades estabilizadas por colunas 3.15 deverá ser também aplicado no caso de pequenos entalhes ou cortes relativamente estreitos na popa da unidade.19 – Algumas unidades auto-elevatórias utilizam uma grande balsa ou estrutura de suporte similar que contribui para o empuxo quando a unidade está flutuando.6.85D.85D. e 69 .6. o volume do “moonpool” não deverá ser incluído no cálculo de qualquer propriedade hidrostática. 3. Se o “moonpool” possui uma área de seção reta horizontal acima da linha d’água em 0. 3. deverá ser feita na borda livre obtida após todas as outras correções terem sido feitas. Nestes casos a balsa ou estrutura de suporte similar deverá ser ignorada no cálculo da borda livre.1 a 2. Quando encontram-se instalados poços abertos ou recessos no convés de borda livre. . a borda livre das unidades estabilizadas por colunas deverá ser determinada pelo atendimento aos requisitos aplicáveis para: .7. uma correção igual ao volume do poço ou recesso no convés de borda livre dividido pela área do plano de linha d’água em 0. Nestes casos uma unidade estará sujeita a um requisito de altura de proa.85 do pontal (D) maior do que abaixo. o qual nem sempre se poderá cumprir.O procedimento descrito em 3.1 – a resistência da estrutura da unidade.7. Se por solicitação do proprietário for determinada uma borda livre maior do que a mínima o regulamento 6(6) não precisa ser aplicado.7. Se uma superestrutura fechada contém parte do “moonpool” deverá ser feita uma redução para o comprimento efetivo da superestrutura.7. considerando a natureza ocasional destas viagens em rotas predeterminadas e as condições predominantes de tempo. Os efeitos de superfície livre do poço ou recesso alagados.16 .7.7.3). A Administração deverá determinar o efeito destas extensões de asa com relação aos requisitos de resistência da unidade baseados no comprimento (L). Portanto. 3. 3. 3.24 – As Administrações deverão dar especial consideração a posição das aberturas que não possam ser fechadas em emergências tais como tomadas de ar para geradores de emergência. vigias e clarabóias.7.7.7.23 – As janelas.. 70 .22 – A estrutura encoberta do convés das unidades estabilizadas por colunas deverá ser estanque ao tempo. 3. no que concerne às curvas de endireitamento intacto e a linha d’água final após a avaria assumida.21 – A borda livre mínima deverá ser marcada nos locais apropriados na estrutura. ou outras aberturas semelhantes. não deverão ser localizadas abaixo da estrutura de convés das unidades estabilizadas por colunas.3 – requisitos de estabilidade intacta e em avaria.7. incluindo as do tipo que não abrem. BIBLIOGRAFIA: 1) IMO – MODU CODE: CODE FOR THE CONSTRUCTION AND EQUIPMENT OF MOBILE OFFSHORE DRILLING UNITS. George. Mobile Offshore Units Pt. 2) Introduction to Naval Architecture : Thomas C Guillmer and Bruce Johnson. 5) Petrobrás XX – Manual de Operação (Versão 2. 4) Rules for the Design.0): Desenvolvido pela Tecnitas do Brasil LTDA.6: Stability: DNV . 71 . 3) Stability and Trim for the Ship´s Officer: Edited by William E.Det Norske Veritas. Construction and Inspection of Offshore Structures.3 Ch. 1989.2 Sec.