MN Cap. 11 — Manobras Especiais

1. Visão geral

SANTOS, E. M. dos. A Manobrabilidade do Navio no Século 21. Rio de Janeiro: CONAPRA, 2021. Cap. 11 — Manobras Especiais.

Anexo 2-A, item 4 — Controlabilidade, subitens 4.8–4.12 (parar com liberdade para guinar, rudder cycling, efeitos da máquina na guinada, coasting, equipamentos auxiliares) + reforço 4.2 (manobras-padrão) · Anexo 2-B, item I.8, Cap. 11 (Santos).

As manobras estudadas nos capítulos anteriores são as manobras definitivas — giro, zigue-zague e espiral. A IMO acrescenta a elas a parada brusca e forma o conjunto das manobras-padrão. Este capítulo trata de um terceiro grupo: as manobras especiais, usadas na prática para situações que as definitivas não cobrem.

Cada manobra especial responde a uma pergunta operacional concreta: como o navio mantém o rumo, quanto ele desvia numa emergência, como gira partindo parado, como para com liberdade para guinar, como aproveita os impelidores, como resgata um homem ao mar. O bom marinheiro precisa saber em qual tipo de navio, quando, como e em que local empregar cada uma.

Quase todas se apoiam nos equipamentos modernos de passadiço, que fornecem posição, direção e velocidade a bordo — em especial o ECDIS, que permite acompanhar a trajetória real do navio durante a execução.

2. Manutenção de rumo e desvio lateral

2.1. Manobra de avaliação de manutenção de rumo (§11.1)

Esta manobra mede como o rumo do navio muda quando se aplica uma força de controle, ou seja, um ângulo de leme predefinido. O resultado é um diagrama operacional do rumo contra avanço e transferência.

Os ângulos usados a seguir são exemplos comuns na prática. A sequência recomendada é:

1. estabilizar o navio em rumo reto e velocidade constante por cerca de um minuto, mantendo o maquinário em regime até o fim;
2. carregar o leme em um ângulo inicial — por exemplo 15° para boreste — e mantê-lo;
3. quando o aproamento variar 10° a boreste, mover o leme rapidamente para 15° a bombordo;
4. quando a razão de guinada chegar a zero (o navio "quebra a guinada"), retornar o leme a meio — isso encerra o teste para 15°;
5. repetir invertendo os bordos e, depois, com ângulos iniciais de 20° e 30°.

Ao final mede-se a variação da trajetória e obtém-se o novo rumo que o navio assume, para cada bordo, ao alcançar estabilidade em linha reta.

2.2. Manobra teste de rumos paralelos (§11.3)

O objetivo é descobrir quanto o navio desvia lateralmente de sua trajetória original quando faz uma manobra de emergência com todo o leme. O dado de saída é um diagrama do ângulo de leme contra o deslocamento lateral em relação ao rumo base.

1. estabilizar o navio em rumo reto e velocidade pré-selecionada;
2. cerca de um comprimento antes do ponto de carregamento, iniciar a aquisição de dados;
3. carregar o leme todo para um bordo;
4. quando o aproamento variar 30°, carregar 35° para o bordo oposto e reconduzir o navio ao aproamento original.

Ao terminar, o navio fica no mesmo aproamento inicial, porém afastado lateralmente da trajetória. A manobra é repetida invertendo os bordos, e pode haver testes adicionais para 60° e 90° de aproamento, bem como com ângulo de leme inferior a 35°.

3. Habilidade de guinada e zigue-zagues especiais

3.1. Habilidade inicial para guinar (§11.4)

Recomendada pela IMO na Resolução 137(76), mede a capacidade do navio de guinar com uma força de controle moderada do leme.

1. estabilizar o navio em rumo reto e velocidade pré-selecionada e iniciar a aquisição de dados;
2. carregar 10° de leme para um bordo;
3. quando o aproamento atingir 10°, encerrar a manobra e repetir para o bordo oposto.

Pode-se repetir com 20° de leme e 20° de aproamento.

3.2. Zigue-zague em baixa velocidade (§11.5)

Determina a velocidade mínima na qual o navio ainda responde ao leme. A diferença em relação ao zigue-zague comum é que aqui a máquina é parada antes de começar.

1. estabilizar o navio, iniciar a aquisição e parar a máquina;
2. carregar o leme todo para boreste;
3. quando o aproamento variar 1° para boreste, carregar o leme todo para bombordo;
4. assim que o navio quebrar a guinada, inverter de novo, repetindo até o navio não responder mais ao leme.

3.3. Zigue-zague muito pequeno — VSZZ (§11.6)

O VSZZ é um zigue-zague de 0°/5° (ψ é 0° e δ é 5°). Ele indica se o navio consegue manter o rumo num canal de acesso usando até 5° de leme — sinal de boa manobrabilidade em espaço confinado.

1. estabilizar o navio com timoneiro experiente ou piloto automático de grande ganho proporcional e ganho derivativo zero;
2. carregar menos de 5° de leme para boreste e esperar surgir uma razão de guinada — só então a manobra começa (ao contrário das demais, que iniciam com razão de guinada zero);
3. quebrar a pequena guinada com 5° para o outro bordo; quando o aproamento passar pelo zero, inverter o leme;
4. repetir no mínimo 20 vezes (em vez das três execuções dos zigue-zagues tradicionais).

O dado de interesse é o ângulo de overshoot de aproamento a longo prazo. O critério depende da razão entre velocidade e comprimento do navio: quanto maior essa razão, maiores os overshoots. Se o navio conseguir manter a trajetória, é considerado de boa manobrabilidade em canal de acesso.

4. Giro a partir do repouso e controle de velocidade

4.1. Giro acelerando a partir do zero (§11.7)

Fornece as características de giro quando o navio acelera desde o repouso, com potência máxima e todo o leme. É a situação de quem sai de um fundeadouro e precisa girar em espaço confinado.

1. com o navio parado e máquina parada, iniciar a aquisição de dados;
2. ordenar o ângulo de leme prescrito e, ao mesmo tempo, máquina toda força adiante, mantendo o leme fixo;
3. encerrar quando a mudança de aproamento estiver entre 540° e 720°.

Essas variações grandes de aproamento são necessárias para corrigir vieses de corrente e vento.

4.2. Aceleração/desaceleração (§11.8)

Mede a velocidade final, a distância percorrida e o desvio lateral ao longo do tempo, para várias combinações de comandos de máquina. É o ensaio que caracteriza como o navio responde aos comandos de aceleração e de desaceleração.

1. estabilizar o navio e iniciar a aquisição de dados um comprimento antes;
2. executar o comando de máquina prescrito;
3. finalizar quando o navio atingir a velocidade final constante da agenda de teste.

Dependendo do propósito, a manobra também pode ser feita usando o controle do leme.

4.3. RPM mínima (§11.10)

Mede a capacidade de seguir navegando em velocidade baixa constante com a rotação por minuto mais baixa possível. A velocidade de partida costuma ser a máxima permitida no canal de acesso.

1. estabilizar o navio em rumo e velocidade pré-selecionados e ajustar o aproamento para manter rumo constante;
2. reduzir suavemente a rotação do eixo até a condição mínima;
3. confirmar a rotação mínima por cerca de um minuto.

5. Paradas: inércia, parada livre e seguimento a ré

5.1. Inércia de parada — parada livre e parada IMO (§11.2)

Determina a distância e o tempo desde a ordem de parar a máquina até o navio atingir a velocidade mínima na qual a máquina pode ser revertida para ré. A velocidade inicial precisa ser superior a esse limite de reversão.

1. estabilizar o navio em rumo reto e velocidade pré-selecionada por cerca de um minuto;
2. deixar o navio percorrer cerca de um comprimento e ordenar a parada da máquina;
3. manter até atingir a velocidade mínima definida; repetir carregando o leme para BE e depois para BB.

5.2. Parada com seguimento a ré (§11.11)

Exprime as qualidades de parada de emergência de modo semelhante ao teste de parada avante, mas partindo de um navio que já tem seguimento a ré significativo — que deve ser realístico, condizente com as condições em que o navio vai operar. A ordem dada é máquina adiante toda força.

1. estabilizar o navio em rumo reto e velocidade a ré pré-selecionada;
2. iniciar a aquisição de dados um comprimento antes da solicitação de máquina;
3. ordenar máquina toda força adiante, leme a meio, mantendo o regime até o navio parar.

As informações obtidas são o tempo e a distância de parada desde o comando de toda força adiante até o navio parar.

6. Equipamentos auxiliares — impelidores (§11.9)

Esta manobra determina as características de guinada e giro usando o impelidor (bowthruster) de proa, com o navio em repouso ou em velocidade predeterminada.

Com o navio em repouso e máquina parada, inicia-se a aquisição de dados e ordena-se o impelidor a toda força para um bordo; o teste termina quando ele já operou 10 minutos ou mais, ou quando o aproamento variar 30°. Repete-se para o bordo oposto. A versão com velocidade constante segue a mesma lógica, partindo do navio em regime permanente. O desempenho deveria ser igual para ambos os bordos.

O ITTC alerta ainda que, para navios de grande área vélica e pouco calado em lastro, as manobras com impelidor são muito influenciadas por mar e vento, e só devem ser feitas em áreas protegidas ou, em mar aberto, com mar excepcionalmente calmo.

7. Manobras de resgate de homem ao mar

7.1. A manobra de resgate de homem ao mar (§11.12)

Simula o resgate de quem caiu no mar; verificam-se o ângulo de leme e a trajetória ao longo do teste.

A sequência moderna carrega todo o leme para o bordo da queda; quando o navio gira entre 20° e 60° em relação à trajetória inicial, inverte para o bordo oposto até o rumo chegar a 120°–150°; depois reduz o leme gradualmente até inverter 180° o rumo inicial.

A faixa correta de inversão de rumo é própria de cada navio e pode ser obtida na prática acompanhando a trajetória no ECDIS numa manobra teste inicial. No exemplo da figura, a distância C pode resultar elevada — sinal de que o teste talvez precise ser refeito para definir o rumo correto da primeira inversão do leme.

A diretriz de provas de mar do ITTC 2014 recomenda conduzir a manobra para ambos os bordos.

Não confundir essa manobra com as clássicas curvas de homem ao mar, em que a variável de controle era o aproamento. Há três curvas táticas famosas:

• Curva de Williamson (comandante John Williamson, 1943): todo o leme imediatamente para o bordo da queda; após 60° de desvio do aproamento, todo o leme para o bordo oposto; a 20° antes do aproamento inverso, leme a meio e controle suave até o aproamento oposto. É parente da curva de Boutakov, usada pelos russos na guerra com o Japão (1904–1905) para apontar rapidamente um canhão fixo no sentido oposto.
• Curva de Scharnow: não carregar o leme de imediato — aguardar o navio percorrer dois a três comprimentos; manter o leme até um desvio de 240° do aproamento original; então todo o leme para o bordo oposto; a 20° antes do inverso, leme a meio.
• Curva de Anderson: todo o leme imediatamente para o bordo da queda; manter até um desvio de 250°; então leme a meio, mantendo o aproamento e reduzindo a máquina.

7.2. A manobra de giro elíptica (§11.13)

É outra forma de resgate de homem ao mar, também controlada pelo rumo lido no ECDIS.

1. estabelecer velocidade constante e rumo constante, iniciando a aquisição de dados um comprimento antes;
2. carregar todo o leme para o bordo da queda;
3. quando a curva diferir 180° da trajetória inicial, carregar todo o leme para o bordo oposto e mantê-lo até o navio voltar à trajetória inicial.

8. Parar e girar sem perder o controle em espaço restrito

8.1. Manobra cíclica do leme — rudder cycling (§11.14)

Idealizada por David Clarke em 1970, durante as provas de mar do navio Esso Bernícia, a manobra cíclica do leme permite parar um grande petroleiro ou graneleiro sem perder o controle. Ela consiste de quatro guinadas parciais, com a máquina reduzida gradualmente e sincronizada com as oscilações do aproamento.

A execução combina comandos de leme e de máquina em sequência:

1. estabilizar o navio na velocidade máxima de uma via de acesso e iniciar a aquisição;
2. carregar o leme todo para BB; ao atingir o aproamento inicial menos 20°, ordenar máquina meia força adiante;
3. ao atingir o aproamento inicial menos 40°, carregar o leme todo para BE; quando o navio quebrar a guinada, ordenar máquinas devagar adiante;
4. ao voltar ao aproamento inicial, carregar o leme todo para BB; ao quebrar a guinada de novo, ordenar máquinas muito devagar adiante;
5. ao voltar ao aproamento inicial, carregar o leme todo para BE e ordenar máquina toda força atrás até parar.

Se o propulsor for de passo esquerdo — em geral um navio com único propulsor de passo controlável —, executa-se a mesma sequência começando o leme para BE e invertendo todos os bordos de comando.

8.2. A manobra de back and filling (§11.15)

Muito usada por pequenas embarcações de passageiros que, ao desatracar, precisam inverter o aproamento partindo do repouso. São barcos de menos de 100 m, pouca inércia e grande razão potência/deslocamento.

Para um giro a boreste: leme todo a BE com máquina meia força adiante; quando o navio adquire boa razão de guinada (perto de 90°) e algum seguimento avante, ordena-se meia ou toda força a ré; o leme passa a meio e, quando o navio começa a cair a ré, vai todo a BB; após cair a ré cerca de 1 a 1,5 comprimento, ordena-se meia força adiante e leme todo a BE; a manobra termina quando o aproamento é invertido. Para um giro a bombordo, invertem-se os ângulos de leme em todos os passos.

8.3. A manobra em V (§11.16)

Realizada por embarcações de pouca inércia e muita potência de máquinas, para girar em espaço restrito.

1. estabelecer velocidade baixa e constante, com máquina devagar adiante, em rumo constante;
2. ordenar o leme todo a BE, por exemplo;
3. quando o aproamento variar cerca de 90°, ordenar máquina toda força a ré e leme todo a BB;
4. quando a variação chegar a 150°–160°, ordenar máquina adiante (meia/toda força) e leme todo a BE; a manobra termina quando a embarcação inverte o aproamento.