SM San Marino - Perguntas e Respostas - Teoria

Qual a influência do vento sobre o casario?

Existe uma regra ou formula não cientifica (tudo em barcos é resultado de 500 anos de experiências, nada é cientificamente calculado), para se calcular a área exposta ao vento.

Como regra geral, um verdadeiro trawler não deve ter mais que 2/3 da área lateral exposta ao vento, sendo o 1/3 que resta submerso, o mínimo.

Mas é obvio que quanto mais baixo o casario, melhor.

No San Marino o David obedeceu esta regra fielmente.

Resultado: Manobro para entrar numa marina com vento forte, com facilidade.

O barco demora para obedecer os comandos (devido à longa quilha e grande deslocamento) mas o vento também demora para modificar minha posição.

Nas lancha e veleiros com quilha curta tudo é diferente, são levados com facilidade pelo vento.

Por muitas vezes enfrentei ventos força 10 e nunca, nunca mesmo, senti uma leve inclinação do San Marino.

65 pés, o tamanho do San Marino é a mínima dimensão a permitir "double deck", 2 pisos, grande ganho de espaço interno.

O Casario é o ponto mais fraco de um trawler. Por isto ele precisa ser bem construído.

Em caso de tempestade, o casario é a primeira parte a ser "destacada", são muitos os casos de lanchas e barcos que sobreviveram só com o casco, o casario voou.

Também sendo área exposta ao vento e acima do centro de gravidade, força o casco a posições de navegação difíceis.

Um casario muito a frente, vai forçar o casco a girar de popa para o vento.

Um casario muito atrás seria positivo, pois o casco se colocaria de proa para o vento, situação ideal sem motores, mas a visibilidade do piloto ficaria muito reduzida.

Um casario muito alto força o casco a adernar muito.

Nos veleiros a mesma função perversa é exercida pelo mastro, que é também a primeira parte a ser destacada em uma tempestade, e aquela que desloca o centro de gravidade para cima.

O que um bom projeto faz é combinar a forma do casario com a forma do casco.

Ao contrário do que se pode pensar, não é a quilha que vai criar forças de endiretamento do casco, mas a forma dele.

Um casco absolutamente redondo, não oferece nenhuma força de endireitamento, salvo a fornecida pelo centro de gravidade.

Um casco quadrado (como dos navios) fornece grande força de endireitamento pois a área flutuante desloca-se um lado a outro conforme um deles submerge mais.

...e de que modo pode-se determinar a espessura ideal para um casco?

A espessura do casco pode ser encarada por dois aspectos.

O primeiro é exclusivamente técnico, visto por um engenheiro naval que estuda e calcula as forças a que o casco será submetido.

O resultado será aplicado com a intenção de se fazer um casco o mais fino possível, portanto mais econômico tanto para navegar como para construir.

Assim são a maioria dos barcos.

O segundo é supor que mais cedo ou mais tarde você vai colidir com alguma coisa.

Aí tudo é subjetivo, a roda de proa deve ser muito reforçada como também o casco abaixo da linha d’água.

O aço é dúctil, portanto se deforma absorvendo a pancada, com menos possibilidade de romper-se.

O composto de fibra de vidro-resina é ligeiramente elástico, mas se ceder, rompe-se de vez.

A solução do San Marino foi:

1 – o casco laminado em fibra de vidro solida, deveria ter 25 mm de espessura, pelos padrões normais.

Laminamos com um mínimo de 75mm e um máximo de 100 mm, dependendo da área.

2 – A roda de proa é incrivelmente forte, uma viga de fibra de vidro e resina com 25 x 20 cm, com

paredes de 30 mm no mínimo.

Colocamos uma proteção de aço inox externamente na roda de proa, para não danificar o gel, principalmente em colisões com "pack ice".

3 – O casco é dividido em 4 compartimentos estanques.

O da proa, o dos camarotes dos convidados, o da casa de máquinas e o do nosso camarote.

Imagine uma esfera boiando. Ela vai girar sem tendência alguma para manter-se estável.

Deve ser um inferno estar dentro dela.

Corte esta esfera ao meio. Dependendo do material que ela for feita, ela afundará mais ou menos.

Se for de alumínio fino, ficará jogando e as vezes fazendo água.

Se for de aço pesado e oco, terá água quase em suas bordas, mas será estável e manterá sempre sua posição horizontal.

É o centro de gravidade, que quanto mais baixo, mais mantém a semi esfera navegando.

Se entretanto você fizer o mesmo com um cubo, isto é, corta-lo ao meio, ele sempre será estável, independente da posição do centro de gravidade.

É a forma quadrada que ao alterando a area imersa força o semi cubo a manter-se em posição estável.

Isto é a conseqüência da posição do "centro de flutuação" (existe uma palavra técnica correta, me esqueci, creio que é centro metastatico).

Quando o centro de flutuação coincide com o de gravidade (esfera), os movimentos são loucos.

Quanto mais baixo o centro de gravidade e mais alto o centro de flutuação, maior a força de "endiretiamento", portanto maior a estabilidade.

Entretanto um barco com uma distancia muito grande entre os dois, portanto muito estável, voltará muito depressa a sua posição inicial, será muito "duro", e portanto desconfortável de se estar dentro, e pode danificar objetos semi fixos.

Veja quanta ciência precisa um arquiteto naval.

Ele vai combinar a área da quilha, a forma do casco e esta força de endireitamento para suavizar um barco "duro" e manter sua estabilidade.

Se você for a uma marina com um relógio e contar quantos segundos leva cada barco para efetuar um balanço, vai ver quantos barcos perigosos há por aí.

Meça o tempo para 10 oscilações e divida o resultado por 10.

Um bom resultado é entre 6 a 10 segundos por oscilação.

Quanto menus "duro" um barco, mais começa a ser perigoso pois adernará muito.

O San Marino rola cada 5 segundos com tanques cheios. É um barco relativamente duro. Em mar pesado de través o Flybridge fica desconfortável.

Mas a casa de maquinas e os motores estão no centro de gravidade, não sentem nada.

O Pilot house um pouco acima ainda é confortável.

Mas é um barco extraordinariamente estável, nunca adernou mais de 25 graus, e volta rápido porem não com violência, pois a quilha grande e o "hard chine "seguram" o movimento de volta.

Muito mais poderá ser dito, principalmente para os movimentos de oscilação proa-popa, fica para uma próxima.

Tudo isto é muito subjetivo, depende de cada um e principalmente dos "$$$", mas aí vai uma média.

Uma dimensão próxima a 45’ também me parece muito conveniente se pudermos ter uma casa de máquinas central com pé direito alto. Se for difícil entrar e sair e fazer manutenção perde-se muito na segurança.

As acomodações são as que me satisfariam.

Transportar o barco depois de laminado em estaleiro não seria problema, veja foto no nosso site.

Sou também francamente a favor de se usar um só motor.

O centro de gravidade fica mais baixo, as vibrações menores, a manutenção dividida por dois, o eixo e o hélice protegidos pelo casco, maior economia e autonomia.

No San Marino o David me convenceu a colocar dois motores só para o caso de revenda.

Um bom bow thruster resolve o problema de manobrabilidade e uma motorização auxiliar "go home"a discutir resolve o problema da segurança.

O David pode deixar a aparência externa do jeito que quisermos, o que é importante é a forma do casco.

Ele era o arquiteto chefe da Bertram Yachts, no tempo em que construi o San Marino.

A Bertram foi depois vendida e ele saiu abrindo seu próprio escritório.

Pelo que vi ele continua especializado em cascos (A Bertam foi a inventora do casco V profundo) pois no pé do ultimo fax que recebi dele está escrito: Projetos de Barcos a Motor: Yacht, Military, Commercial.

Fui ao site da Karvi, que já conhecia e me parece um casco deslocante clássico, somente com o bulbo colocado "para inglês ver" uma vez que em barcos deste porte parece que não serve para nada e aumenta a fragilidade da proa, diminuindo a possibilidade de "subir" sobre algum objeto em colisão.

Basicamente os cascos de trawlers deveriam ser deslocantes, mas a velocidade de casco de um trawler com 40 pés na linha d’água seria 7.5 nós.

Como é desejável poder viajar eventualmente a 9 ou 10 nós, o casco vai assumir uma atitude de inicio de planeio, é conveniente ter alguma forma de sustentação.

O Casco que o David projetou para o San Marino, é semi deslocante, isto é possui superfícies planas que dão estabilidade e facilitam o planeio.

Alem disto ele colocou um hard chine bem acentuado e uma quilha profunda e longa.

O resultado é que ao invés de um casco redondo e rolante, o San Marino possui um casco hard chine e rola muito pouco.

Eu também queria usar estabilizadores ativos (flipperstoppers são muito trabalhosos) mas o David disse que não seria necessário. Deixei espaço no casco para coloca-los caso viesse a precisar. Guardo tintas e mangueiras nesta parte do porão.

Quando encontro mar de través, que nos faz rolar, faço um zig zag de uns 15 graus, e volta o conforto.

O casco hard chine também é estável quando parado. Nas marinas e nas baias dá gosto ver barcos muito maiores que o nosso rolando muito e o San Marino firme como uma rocha.

Outra vantagem imensa de se fazer um casco com formas retas é que não é necessário fazer o molde de laminação pelo processo tradicional.

Basta faze-lo em compensado, fêmea, o projeto foi feito para isto, o molde é simples.

Em nossa experiência constatamos que 80% do tempo, navegando ou não, a gente fica no pilot house.

É um local com boa visão, onde estão todas as coisas de navegação, as cadeiras são confortáveis e há uma cama ou sofá.

Se estiver muito alto, num terceiro deck, deixa de ser confortável pois balança muito. Este é um dos motivos.

Outro é que a ponte elevada, apesar de proporcionar uma boa visão, vai elevar o centro de gravidade do barco que terá que ser talvez compensado com mais lastro, portanto mais peso ainda.

Outro motivo é não aumentar a área exposta ao vento, o barco fica mais difícil de manobrar e também mais exposto às tempestades se tiver muita área acima da linha d’água exposta ao vento.

O fly bridge, ao contrario, por não ter estrutura, só o piso, oferece uma boa posição de manobrar com boa visibilidade. É também muito ventilado e confortável em dias de calor. Tendo um bom flybridge você pode ter um jardim de popa menor, e assim aumentar o espaço da sala.

Se você notar bem, os barcos pequenos com ponte de comando elevada, usam de um artificio para ganhar espaço.

A ponte de comando fica sobre a casa de máquinas que tem seu pé direito diminuído para permitir que a ponte não seja muito alta.

Com escadas se vai do camarote principal à popa para a ponte e depois descendo se vai aos camarotes de proa e cozinha.

É um formato tradicional, muito usado nos Grand Banks. Mas a casa de máquinas fica mesmo muito ruim.

As vantagens de um pilot house elevado: Boa visibilidade visão 360 graus, apenas um conjunto de comandos (mas perde-se a redundância.)

Ha também escadas demais a subir

Qanto menos melhor, para podermos entrar em qualquer porto.

10% do comprimento é um bom compromisso. Assim, 5 pés ou 1.5 metros, para um casco de 50 pés.

A quilha tem diversas funções.

Uma delas pode ser portar lastro, e portanto abaixar o centro de gravidade do barco.

Mas existem veleiros e trawlers sem lastro.

Outra função é não permitir que o casco "derive" isto é, ande de lado.

Num veleiro sem lastro esta função é desenvolvida pela "bolina", que é normalmente móvel.

Um trawler com quilha longa navega como em trilhos, não permitindo que um mar de popa gire o casco.

Os veleiros de cruzeiro possuem assim quilha longa também e calam menos.

Mas o de regata, possuem uma quilha profunda e curta no centro, para permitir jaibes rápidos e calam mais.

A terceira função, é de proteção ao hélice e ao leme.

Nos barcos a motor planantes, o maior calado está nos hélices e leme, que é a primeira coisa a tocar o fundo.

Com a quilha longa, mais profunda, o barco apoia-se na quilha antes do hélice e do leme se danificarem.

Esta é uma grande vantagem de um só motor, pois com dois, continua existindo a proteção, mas ao adernar em seco, os hélices tocam o fundo.

No San Marino coloquei dois pés retrateis a meia nau, que suportam o barco de pé, é já alguma coisa.

A Quarta função da quilha é diminuir a rolagem do trawler.

Nos veleiros está função é reforçada pelas velas enfunadas.

Quanto maior a área da quilha e mais distante do casco, mais resistência ela vai botar a um movimento rápido do casco. É um verdadeiro amortecedor.

Estou apenas dando palpites num assunto que quem entende mesmo é o David.

No projeto do San Marino, pensei e pensei, mandei as especificações, ele mudou muita coisa e tudo para melhor.

O Calado total é que deve ficar em torno de 10% do comprimento. O San Marino tem 20 metros e calado de 1.80, se construirmos um de 15 metros o calado deverá ficar por volta de 1.5, o que é ótimo, mais atrapalha.

Justamente para poder ter um calado pequeno, coloca-se peso na quilha. O ideal seria não ter nada, o barco ficaria mais leve. Mas o lastro nada mais é que um contrapeso para baixar o centro de gravidade (veja bulbos nos veleiros da American Cup)

Sem duvida um só motor mantém o centro de gravidade mais baixo. Quanto ao Hard Chine, não vejo qualquer diferença com um ou dois motores.

Chutando sem fazer cálculos, um barco destes vai precisar de uns 200 HP para se comportar como um trawler, isto é máximo 10 nós.

Para passar disto, se o casco permitir, até uns 500 ou 600 para atingir uns 15/16 nós e te transformar num acionista da petrobrás. Mas é o David que vai calcular tudo.

Para o David, não precisamos dar muitas especificações. Ele é muito competente e entende como ninguém o que é um Trawler.

Basta dizer: Comprimento, acomodações, autonomia, velocidade, um ou dois motores (ele pode talvez fazer um projeto que atenda aos dois), passadiço dos dois lados, tamanho do jardim de popa, ponte portuguesa ou não, ponte de comando fechada ou junto com a sala, tipo de cozinha, numero de banheiros, pé direito da casa de máquinas (o resto ele obedece as normas americanas, 6 pés e 6 polegadas), se queremos o casco "self rightning" , creio que é só.

Ele deverá preparar um pré projeto e se pedirmos poderá estimar a quantidade de resina e fibra de vidro a ser utilizada e talvez a quantidade de mão de obra em horas a ser utilizada

Daí dá para ter uma idéia do custo da laminação.

Quando ele fizer o projeto, entregará junto um plano de laminação, com toda a estrutura do casco e a quantidade de camadas a laminar. Aí vamos ter um custo real da laminação.

A parte interna, moveis etc é difícil de prever. No San Marino tudo é de primeiríssima qualidade, importado de onde era melhor. Os móveis fiz de mogno, com marcenaria muito refinada, como é difícil encontrar hoje em dia. Faz grande sucesso no mundo todo.

Motores, eixos, pés de galinha e lemes mais comando, pode botar uns 50 mil dólares se um só.

O resto, também vai ficar ao gosto de cada um, de uma bússola magnética e um fogão a gás, a um sofisticado sistema de navegação e cozinha elétrica.

Estou satisfeito com a idéia de 50 pés com duas cabines sendo uma com bwc privativo. Acho 45 pés um tamanho que vai acabar restringindo bastante o projeto e principalmente o conforto durante longas travessias. Resta uma curiosidade: Sérgio o que você tem a dizer a respeito dos trawlers catamarans?

Assim a grosso modo , os catamarãs oferecem muito espaço e economia de combustivel, planam a pouca velocidade e portanto podem cruzar a 20 ou mais nós gastando relativamente pouco. O grande problema é a engenharia da união entre os dois cascos, que deve ser extraordinariamente sólida ou flexivel, o que cria um novo problema com o casario. Outra situação critica é que o catamaran se capotar não volta mais, como um casco normal e ele gira facilmente em mar de popa, pois não tem quilha. O catamarã é sempre um casco muito estável, mas extraordinariamente "duro", sendo muito desconfortável em mar pesado. Mas para mim o que condena definitivamente o catamaran é que é pouco aceito nas marinas, e quando é, paga o dobro dos barcos normais (ocupa o dobro do espaço) Mas não tenho muita informação sobre o assunto.

Sérgio você já me enviou a formula para calcular a velocidade de um barco levando em conta o comprimento da linha dágua. Mas continuo intrigado pois em dezembro de 98 fiz um cruzeiro no Vision of the Sea, e o barquinho era grande, à ele tambem se aplica a formula com o comprimento da linha dágua, acho que não .

A coisa funciona assim e vale para um modelo de barco ou para um superpetroleiro:

São três as condições de um barco em movimento:

Navegando, planando ou deslizando.

Um barco navega quando flutua deslocando a mesma quantidade de água que seu peso.

Para navegar um barco precisa de muito pouca potência, apenas o suficiente para "deslocar" a água que "fecha" o buraco no mar por ele causado ao se movimentar.

Também deve-se considerar o atrito, resistência do ar e outros fatores de menor monta.

Ao deslocar a água de um local para o outro, esta massa de água forma uma onda.

Esta onda desloca-se em água salgada na velocidade em nós: raiz quadrada do comprimento da onda em pés, multiplicado por 1.32.

Enquanto esta onda é menor que o comprimento do casco na linha d’água nada de especial sucede. É o caso dos grandes navios.

Quando a comprimento da onda coincide com o comprimento do casco (para 45 pés de linha d’água 8.85 nós), a crista da onda que se forma à popa está exatamente em baixo do espelho de popa, mantendo o barco em um trim quase horizontal.

A partir deste momento, ao aumentar-se a velocidade, a onda aumenta de comprimento, a crista desloca-se mais para traz e a popa do barco afunda na cava da onda. A proa eleva-se e o barco começa a precisar de muita potência para "subir" a onda.

Dependendo da forma do casco (e aí entram os semi-deslocantes) em algum momento após a popa se enterrar, entra um segundo fator, o casco inicia uma atitude de "planar", isto é, sua popa volta a ser levantada pela resistência da água que a força para cima, como um avião correndo na pista ao decolar, nariz para cima.

Pouco a pouco, com a velocidade aumentando, a proa vai baixando.

Chega um momento, que a proa baixa totalmente, a velocidade aumenta bruscamente e o barco passa a "deslizar" isto é navegar como um esqui, ou como um avião que decola,( de fato, usa-se o termo decolar também para barcos). O barco não desloca mais, não está mais boiando, apenas mantém-se a tona pelas forças resultantes da resistência da água.

Não há mais onda, apenas uma mínima marola.

A primeira atitude (navegar) e a terceira (deslizar) necessitam de pouca potência, (pois formam pouca onda, ) ao passo que para decolar o barco necessita de muita força pois a onda criada é imensa, o barco ainda desloca.

Assim para ter muita autonomia é preciso ou navegar ou deslizar.

Mas para um barco de 50 pés deslizar é preciso muita velocidade e pouco peso, portanto temos que nos fixar na faixa de "navegar", um pouco acima, talvez, para atingir uns 10 nós, daí o semi deslocante que também vai trazer estabilidade para o barco não rolar muito.

Resumindo todos nossao últimos mails estas seriam as especificações resumidas para um trawler como vocês desejam:

Especificações para o David Napier, arquiteto naval que projetou o |San Marino

Comprimento total – 45 a50 pés

Material – Fibra de vidro sólida, com roda de proa muito resistente a colisões.

Motorização – motor único, com auxiliar baseado em rabeta tipo volvo com motor hidráulico tocado pelo gerador.

Quilha longa e leme grande

Calado máximo 1.5m

Casco semelhante ao do San Marino

Autonomia 2500 milhas a 7 nós

Velocidade em top 10 nós

(Opção: motorização dupla ou mais potente para atingir 16 nós)

Estabilizadores: Ativos, para quem quiser instala-los.

Acomodações:

Um camarote para o proprietário, com cama de casal, banheiro com chuveiro e muita área de armazenagem de roupas.

Um camarote para visitas ou tripulação com duas camas de solteiro e um banheiro com chuveiro comum à sala.

Lavanderia com tanque e maquina de lavar e secar

Cozinha com maquina de lavar louça, compactador de lixo, forno, e microondas, fogão 4 bocas.

Ampla sala de estar

Jardim de popa suficiente para uma mesa com 4 cadeiras

Pilot House separado (se possível) para navegar a noite com a sala ou cozinha acesas, com cama

Fly Bridge só se o Pilot House não oferecer visão 360 graus

Pára-brisas do Pilot House verticais ou com angulo invertido, (como nos navios), se possível.

permite melhor visão com chuva, entra menos sol no pilot house e aumenta a área do mesmo

Ampla casa de máquinas com pé direito confortável e bancada de trabalho.

Passadiço em toda a volta do casario.

Ponte Portuguesa desejável ( passadiço à proa protegido)

Guarda mancebos de 80 cm de altura

Área para armazenar um inflável de 4 metros e uma moto pequena

Tudo são compromissos. Uma casa de maquinas maior reduz a área de outros locais.

Veja se estas especificações tão boas para todos.

Se esqueci de alguma coisa, acrescentem.

Primeiramente, quero lhe agradecer pela pronta resposta. Fiquei com uma curiosidade: a travessia do Atlântico em baixa velocidade não estenderia muito o tempo da viagem, além de provocar banzeiro? Pergunto isso porque meu primeiro barco foi uma traineira de 35" modificada para turismo, que quando em alto mar jogava muito com os rolões em baixa velocidade.
Desejo a você e sua companheira os melhores votos de boas viagens.

Rolamos muito mais em baixa velocidade, não há a sustentação dinâmica que a velocidade (??) provoca.
Mas o casco do San Marino não é redondo, é "hard chine" com cantos retos e vivos, e uma grande quilha, e por isto rola pouco.
Com mar de través, fazemos um pouco de zig zag, mas isto aumenta o consumo, é verdade.
Então é escolher uma rota onde o mar não venha pelos costados.