AN Cap. 9 — Poleame, Aparelhos de Laborar e Acessórios

1. Visão geral

Fonte: FONSECA, Maurílio M. Arte Naval, v. 2, 8ª ed. Rio de Janeiro: Marinha do Brasil, 2019 — Capítulo 9. Edital: Anexo 2-B, Área II (Arte Naval), item 1 (Fonseca) → Capítulo 9 — Poleame, Aparelhos de Laborar e Acessórios · Anexo 2-A, Área II, item 12 (poleame, aparelhos de laborar e acessórios) — II.12 · código de obra II.01 (na 8ª edição os Caps. 9 a 12 estão no Volume 2).

O Capítulo 9 trata do poleame — o conjunto de peças que fixam ou dão retorno aos cabos do aparelho do navio — e dos aparelhos de laborar que ele forma. A função de todo esse conjunto é reduzir o atrito nas fainas de içar e arriar pesos e, quando possível, multiplicar a força que o homem aplica no cabo.

O que separa poleame surdo de poleame de laborar (9.1)

O livro divide o poleame em duas classes pelo critério funcional: o poleame surdo é formado de um só bloco, sem roldana — só direciona o cabo, sem reduzir esforço. Já o poleame de laborar tem uma roldana girando dentro da caixa, o que permite ganho de força. Essa distinção é a espinha dorsal do capítulo: a Seção A cobre as peças (poleame surdo e de laborar), a Seção B cobre como essas peças se combinam em aparelhos de laborar, e a Seção C cobre os acessórios que os conectam ao resto do navio.

Vocabulário-base (9.1–9.4)

Toda peça do poleame de laborar tem uma abertura lateral chamada gorne, onde gira a roldana presa por um pino chamado perno. O entalhe externo que recebe estropo ou ferragem é o goivado. É com essas quatro peças — caixa, roldana, perno e goivado — que se descreve qualquer moitão ou cadernal.

Como o capítulo se organiza

Seção A (poleame): definições, poleame surdo (bigota, sapata, caçoilo), poleame de laborar (moitão, cadernal, patesca, polé, catarina), roldanas e poleame alceado/ferrado. Seção B (aparelhos de laborar): teque, talha, estralheira, teoria da multiplicação de potência, rendimento, resistências passivas, regras práticas, problemas numéricos e talhas mecânicas. Seção C (acessórios): sapatilhos, gatos, manilhas, macacos, terminais, grampos, prensas, com as 14 tabelas de dimensões e cargas de trabalho.

2. Poleame surdo (9.2)

O poleame surdo tem furos (olhos) e goivado, mas nenhuma roldana — por isso não reduz esforço, só direciona o cabo. É empregado no aparelho fixo do navio. São três os tipos: bigota, sapata e caçoilo.

Bigota (9.2a)

A bigota é uma peça de madeira dura com goivado no contorno e três furos de face a face — os olhos — pelos quais gurnem os cabos. Trabalham sempre aos pares; nelas gurnem os colhedores, cabos usados para dar tensão aos ovéns das enxárcias, brandais e estais (fig. 9-1). Podem ser ferradas (recebem ferragem no goivado) ou alceadas (recebem alça de cabo).

Sapata (9.2b)

A sapata tem goivado no contorno, mas apenas um olho, largo e com caneluras que servem de berço aos cabos (fig. 9-2). Serve para o mesmo fim da bigota e também pode ser ferrada ou alceada.

Caçoilo (9.2c)

O caçoilo é uma peça pequena, esférica ou cilíndrica, com um, dois ou três furos no sentido longitudinal que guiam os cabos (fig. 9-3). O esférico tem um só furo, sem goivado externo, e era usado nos chicotes de certos cabos; há também o esférico sem furos, com dois goivados externos, para ligar dois cabos por alceamento. O cilíndrico é colocado nas enxárcias, tem goivado no contorno e um rebaixo de adaptação — servia de espalha-cabos das enxárcias.

Substituição pelos macacos

O próprio livro registra que, nos navios modernos, bigotas e sapatas são substituídas por macacos (art. 9.32) — o poleame surdo tradicional caiu em desuso operacional, mas segue no edital como nomenclatura clássica.

3. Poleame de laborar — moitão, cadernal, patesca, polé, catarina (9.3–9.4)

O poleame de laborar tem roldana e por isso gera multiplicação de potência. É aqui que a prova costuma trocar uma peça por outra numa alternativa — o critério de distinção é sempre: quantas roldanas tem, como se abre, e para que se destina.

Moitão e suas variantes (9.3a)

O moitão é uma caixa com uma única abertura — o gorne — onde gira uma única roldana presa pelo perno; na parte inferior da caixa fica um gancho chamado gato (fixo ou móvel). O livro descreve três variantes hoje em desuso: o moitão de dente (moitão comum de madeira com um ressalto na base para mantê-lo unido a um cabo fixo (fig. 9-4)), o moitão duplo (dois moitões unidos pela base, gornes no mesmo plano ou em planos diferentes, roldanas iguais ou desiguais (fig. 9-5)) e a lebre (dois ou mais moitões ligados por um mesmo estropo) (fig. 9-6). Os três eram usados em veleiros antigos, nos teques e talhas.

Cadernal (9.3b)

O cadernal tem caixa semelhante à do moitão, mas dentro dela trabalham duas ou mais roldanas num mesmo eixo (fig. 9-7). Por isso se fala em cadernal de dois, três ou quatro gornes (fig. 9-8), conforme o número de roldanas. É a peça-chave das talhas e estralheiras.

Patesca e Polé (9.3c–d)

A patesca tem caixa parecida com a do moitão, porém mais comprida e aberta de um lado (fig. 9-9), para gurnir ou desgurnir um cabo pelo seio; a ferragem tem charneira, permitindo fechar a patesca depois de colocado o cabo. É muito usada como retorno, especialmente no tirador de um aparelho de laborar. O polé é, por definição do livro, uma patesca aberta — sem a charneira de fechamento — ainda empregada em veleiros e para suspender toldos (fig. 9-10).

Catarina (9.3e)

A catarina é um moitão especial de aço para trabalhos de grande peso (fig. 9-11), muito usada nos lais dos paus de carga. Sua roldana tem bucha de bronze autolubrificada.

Tipos de conexão do poleame de laborar (9.3f)

Moitão ou cadernal podem terminar em gato simples fixo, gato simples móvel, gato de tornel, gato de tesoura, gato de tesoura em tornel, manilha ou olhal. Para não desengatar e para reforçar a resistência, o gato às vezes recebe barbela ou é manilhado. Moitões e cadernais também podem ter orelha, para a arreigada fixa dos aparelhos de laborar.

Nomenclatura de um moitão ou cadernal (9.4)

A caixa é formada pelas paredes (faces internas planas e paralelas) e pelos calços, que as separam deixando o espaço de trabalho (fig. 9-12)— o gorne. Externamente, as paredes têm um ou dois goivados para receber estropo ou ferragem. A roldana é a peça com goivado periférico onde trabalha o cabo; se de madeira, tem um disco metálico central — a bucha, geralmente de bronze — que resiste melhor ao atrito contra o perno, sempre de metal. O perno é um cilindro de aço com cabeça quadrada ou poligonal, atravessando ferragem, caixa e bucha, fixado por porca na ponta. Todo esse conjunto pode ser desmontado para limpeza e tratado com grafite.

"O poleame de laborar é empregado para dar retorno aos cabos de laborar, e consta de moitões, cadernais, patescas, polés, lebres e catarinas."

4. Roldanas, poleame alceado e poleame ferrado (9.5–9.7)

Origem e tipos de operação da roldana (9.5–9.5.1)

O livro situa a origem da roldana como derivação da roda, inventada na Mesopotâmia há mais de 6.000 anos; nos guindastes gregos e romanos a roda virou roda estriada — a polia. Quanto ao modo de operação, roldanas são fixas (mancais em repouso em relação ao suporte) ou móveis (mancais que se deslocam junto com a carga).

Roldana comum (9.5.1a)

Tem dois discos ligados rigidamente ao tubo onde trabalha o perno (fig. 9-13)— as duas faces da roldana, de ferro fundido ou bronze, podendo também ser fundidas numa só peça.

Roldana de bucha com redutor de atrito (9.5.1b)

A bucha, geralmente de bronze, tem o furo central guarnecido com pequenos cilindros de bronze duro (fig. 9-14): a bucha gira em torno desses cilindros, e estes em torno do perno, reduzindo o atrito. É o tipo preferido nos moitões e cadernais de madeira dos turcos, adriças e amantilhos.

Roldanas de buchas autolubrificadas (9.5.1c)

Possuem buchas de bronze com cavidades cheias de lubrificante de grafite; o movimento rotativo distribui o lubrificante. São as mais duráveis e vão no poleame de ferro para grandes pesos. O livro é explícito: não se deve usar óleo comum nessas buchas.

Poleame alceado (9.6)

Diz-se alceado o poleame cuja caixa recebe, no goivado externo, alça ou estropo de cabo de fibra ou de aço. O estropo é mais empregado que a alça: envolve o goivado da caixa e o de um sapatilho (fig. 9-15), preso a ambos por um botão redondo. O sapatilho pode ser singelo ou ter gato para fixar o conjunto. O estropo pode ser simples (uma volta em torno da caixa) ou dobrado (dois estropos singelos, nos aparelhos maiores). O texto registra que o poleame alceado está em desuso.

Poleame ferrado — ferragem externa e interna (9.7)

O poleame é ferrado quando a caixa recebe uma ferragem, geralmente de aço. A ferragem externa é uma barra de seção retangular uniforme, alargada em torno da roldana para manter a resistência; se o gato é de tornel, alarga-se também na conexão do tornel. É colocada num goivado de cerca de 1/6 da espessura da madeira, geralmente a quente. A ferragem interna atravessa a caixa numa extremidade formando uma alça (que recebe olhal ou gato); na extremidade oposta, um ou dois braços internos se prolongam para fora e são atravessados por um pino, formando a orelha, que recebe a arreigada fixa de uma talha ou se prende ao cabeço de um turco. A ferragem interna é mais fácil de desmontar que a externa.

5. Resistência do poleame — estropos, ferragens, dimensões e escolha (9.8–9.12)

Resistência e dimensões do estropo (9.8)

Um estropo tem de resistir ao esforço máximo do aparelho que sustenta. No estropo singelo de cabo de fibra, duas pernadas suportam o esforço; chamando n o número de pernadas do cabo que labora no poleame e c a circunferência desse cabo, a circunferência C do estropo é dada por:

Para estropo de cabo de aço, a circunferência deve ser igual à metade do valor achado para o estropo de cabo de fibra equivalente.

Resistência da ferragem do poleame (9.9)

Segue o mesmo princípio do estropo simples de fibra: a resistência deve igualar a tração nas pernadas do aparelho. Em suspensão estática com pernadas paralelas, a tração total é n.f (n pernadas, f o esforço em cada uma). Mas ao içar, as trações não são iguais — diminuem do tirador para a arreigada fixa —, e o cálculo correto soma a tração real de cada pernada (ver art. 9.17). No cálculo, entra também o tipo de conexão (manilha, olhal, gato — e qual tipo de gato).

Poleame de ferro (9.10)

Nas paredes externas do poleame de ferro, a chapa tem espessura de cerca de 1/5 a 1/6 da espessura da roldana. Nos cadernais com paredes internas, estas têm a mesma espessura das externas, para evitar flexão do perno. A caixa é de ferro galvanizado e a roldana, usualmente de bronze — mais robusto e durável que o poleame de madeira, preferível para grandes pesos.

Dimensões do poleame (9.11)

O poleame é medido pelo comprimento da caixa. Por padronização, para um dado comprimento de caixa, espessura e diâmetro da roldana e diâmetro do perno mantêm sempre a mesma relação: o diâmetro exterior da roldana é cerca de 2/3 do comprimento da caixa, e no poleame comum a espessura da roldana equivale a cerca de 2/5 da circunferência do cabo indicado. O comprimento usado a bordo varia de 7,6 a 30,5 cm (3 a 12 polegadas) em moitões e cadernais, e de 15,2 a 41 cm (6 a 16 polegadas) em patescas.

Escolha do poleame (9.12)

A escolha depende principalmente do cabo a gurnir. O poleame de madeira serve cabos de fibra, sobretudo em teques e talhas de pequenos pesos e nos turcos das embarcações miúdas içadas à mão; o poleame de ferro admite cabos de fibra ou de aço. As Tabelas 9-1 e 9-2, abaixo, dão as dimensões padronizadas.

Observação do livro: as dimensões da roldana são diâmetro exterior, espessura e diâmetro do perno, nesta ordem.

O cabo de aço indicado nessa tabela é, geralmente, do tipo 6 x 37.

6. Aparelhos de laborar — definições, tipos e teoria da multiplicação de potência (9.13–9.15)

Definições — beta, arreigada fixa, tirador, retorno (9.13)

Aparelho de laborar é o sistema de dois moitões ou cadernais — um fixo, um móvel — com um cabo aparelhado neles. Esse cabo é o beta. O chicote fixo à orelha de um dos cadernais é a arreigada fixa (fig. 9-16); o chicote por onde se ala é o tirador. O objetivo do aparelho é manobrar um peso com esforço menor do que o exigido por um cabo simples — esse ganho é a multiplicação de potência. Chama-se retorno a qualquer peça que só mude a direção do cabo, sem multiplicar potência (um cabo gurnindo num moitão ou numa patesca é um retorno). O tipo do aparelho é definido pelo número de gornes do poleame empregado.

Teque (9.14a)

Formado por um par de moitões, um fixo e outro móvel (fig. 9-17), com tirador e arreigada fixa no mesmo moitão. A multiplicação de potência teórica, desprezando o atrito, é 2 ou 3 vezes, conforme o tirador gurna no moitão fixo ou no móvel.

Talha singela (9.14b)

Constituída por um cadernal de dois gornes e um moitão (fig. 9-18)— um dos aparelhos mais aplicados a bordo para serviços gerais do convés. O cadernal de onde sai o tirador pode ser a parte fixa (multiplicação teórica de 3 vezes) ou a parte móvel (4 vezes).

Talha dobrada (9.14c)

Constituída por um par de cadernais de dois gornes (fig. 9-19), com tirador e arreigada fixa no mesmo cadernal. A multiplicação teórica é 4 vezes (tirador no cadernal fixo) ou 5 vezes (tirador no cadernal móvel).

Estralheira singela e dobrada (9.14d–e)

A estralheira singela usa um cadernal de três gornes e um de dois gornes: multiplicação teórica de 5 vezes se o cadernal de três gornes é a parte fixa, ou 6 vezes se é a parte móvel. A estralheira dobrada usa um par de cadernais de três gornes, tirador e arreigada fixa no mesmo cadernal — multiplicação teórica de 6 vezes com o tirador no cadernal fixo (é a que mais se usa nos turcos das embarcações pesadas); com o tirador no cadernal móvel a multiplicação seria 7 vezes, combinação incomum na prática.

Teoria — moitão fixo x moitão móvel (9.15a–c)

Um moitão fixo funciona como simples retorno: pendurando pesos iguais em cada chicote, eles se equilibram (fig. 9-20). Com um peso P num chicote e uma força F no outro, F tem de igualar P — não há multiplicação de potência, apenas mudança de direção. Já um moitão móvel muda o quadro: fixando um chicote no olhal e pendurando o peso P no gato do moitão, a força F no outro chicote passa a valer metade do peso, porque a outra metade é sustentada pelo ponto fixo (fig. 9-21). Daí a regra:

Ao teque — moitão móvel mais um moitão fixo só para mudar a direção do tirador — as condições de equilíbrio não mudam: continua valendo F = P/2 e V = 2v, porque o moitão fixo adicional é puro retorno.

Teoria — talhas e a regra geral da multiplicação de potência (9.15d–e)

Acrescentando uma roldana ao moitão inferior do teque, com o tirador gurnindo nela, obtém-se uma talha singela: quatro pernadas sustentam o peso, cada uma com 1/4 do esforço — multiplicação de potência 4, F = P/4 e V = 4v. Acrescentando outra roldana ao moitão fixo (que vira retorno), tem-se a talha dobrada, com as mesmas condições, pois a roldana extra só muda a direção do tirador.

"Passa-se um plano imediatamente acima do cadernal — ou moitão — ao qual está fixado o peso; o número de partes do cabo cortadas por esse plano exprime a relação entre o peso e a força aplicada e também entre as velocidades de movimento do ponto de aplicação desta força e daquele peso."

Aplicada essa regra, com o tirador saindo da parte fixa do aparelho — que é a condição dos aparelhos da fig. 9-22 — as multiplicações teóricas são 1/1 (retorno), 1/2 (teque), 1/3 e 1/4 (talha singela e dobrada), 1/5 e 1/6 (estralheira singela e dobrada). Invertendo, isto é, com o tirador saindo do cadernal móvel, os valores sobem uma casa: 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/6, 1/7. (O peso pende sempre do cadernal móvel; o que muda de aparelho para aparelho é de qual deles sai o tirador.) Por isso a regra prática é sempre buscar o maior número de gornes no cadernal móvel, quando isso for possível; nos turcos, porém, o tirador sai sempre do cadernal fixo, enquanto nos amantes dos paus de carga é possível trabalhar com o tirador na parte móvel.

7. Rendimento, resistências passivas e distribuição de esforços (9.16–9.17)

Rendimento teórico x rendimento real (9.16)

A multiplicação de potência do art. 9.15 é teórica. Na prática, rigidez do cabo e atrito — do cabo sobre as roldanas e destas sobre o perno — reduzem esse ganho. Chama-se rendimento a relação entre o peso a içar e a potência realmente aplicada (a força vezes o número n de partes de cabo que vão ao cadernal móvel):

A regra dos 10% por roldana (9.16, 9.22)

Para um cálculo aproximado a bordo, sem considerar bitola do cabo nem tamanho do poleame, avaliam-se as resistências passivas em 10% do peso a manobrar, por cada roldana em que o cabo labora. Assim, o peso "efetivo" a considerar não é P, mas P acrescido de n vezes 10% de P:

Exemplo do livro: numa talha dobrada com tirador no cadernal fixo (m = n = 4), o peso fica aumentado de 40%. Para um peso de 400 kg:

Se o cabo é novo ou está molhado, a resistência passiva por roldana sobe para 10 a 15% do peso (podendo chegar a 20% num cabo novo de grande bitola sob esforço fraco, pela influência da rigidez). Para cabo usado e seco, cai para cerca de 8%. Em qualquer aparelho, o rendimento diminui quando aumenta o número de roldanas — é o preço da multiplicação de potência maior.

Tabelas de rendimento — cabo de manilha, cabo de aço e comparação teórico/real (9.16)

Distribuição de esforços numa talha dobrada (9.17)

Em suspensão estática, a tensão é igual em todas as pernadas. Içando, porém, com uma tração de 100 kg no tirador e admitindo 10% de perda por roldana, a tensão cai pernada a pernada:

O esforço é máximo no tirador e mínimo na arreigada fixa, porque o atrito não atuou nessa última pernada. O cadernal inferior sustenta 300 kg (soma das quatro pernadas que dele partem) para 100 kg no tirador; o cadernal superior sustenta 400 kg (300 + os 100 do próprio tirador). Se a talha estivesse invertida — tirador saindo do cadernal móvel —, para os mesmos 100 kg no tirador estaríamos içando 400 kg, e o cadernal fixo sustentaria só 300 kg. Ao arriar, o quadro se inverte: tensão máxima na arreigada fixa (100 kg) e mínima no tirador (60 kg).

"Quando se iça, a tensão máxima será no tirador da talha, diminuindo deste para a arreigada fixa; quando se arria, a tensão máxima está na arreigada fixa."

O cadernal onde está a arreigada fixa suporta uma pernada a mais que o outro; se conveniente, pode-se deslocar essa arreigada para um ponto vizinho do cadernal, diminuindo o esforço nele. Note-se também que o esforço no gato de um simples retorno chega a superar o dobro do peso içado — ele equivale sempre ao peso a içar mais o peso do aparelho mais a força no tirador.

8. Aparelhos conjugados, modo de aparelhar, regras práticas e problemas resolvidos (9.18–9.22)

Aparelhos de laborar conjugados (9.18)

Aboçando um aparelho de laborar ao tirador de outro (fig. 9-23), a multiplicação de potência se multiplica. Exemplo do livro: um peso de 1.200 kg içado por duas talhas singelas conjugadas — cada pernada da primeira talha sustenta P/3 = 400 kg; cada pernada da segunda sustenta 400/4 = 100 kg. O equilíbrio se faz na relação P/(4.3), multiplicação de potência de 12:1. Em geral, chamando n e m o número de pernadas de cada aparelho:

Combinações teque + talha dobrada (9.18)

Aplicando um teque ao tirador de uma talha dobrada, há quatro combinações possíveis, já que a talha admite multiplicação 4 ou 5 e o teque admite 2 ou 3:

Modo de aparelhar uma estralheira dobrada (9.19)

Regra geral para teques, talhas e estralheira singela: a arreigada fixa vai no mesmo poleame de onde sai o tirador quando os poleames são iguais, e no outro poleame quando são desiguais. Para a estralheira dobrada, mais difícil de aparelhar, o procedimento é (fig. 9-24): colocar os dois cadernais no convés com os gatos em posições opostas; o cadernal onde vai gurnir o tirador (cadernal A, com orelha para a arreigada fixa) fica com os gornes voltados para cima, perno paralelo ao convés; o outro (cadernal B) fica deitado sobre uma das paredes, perno perpendicular ao convés. Gurne-se o beta por todos os gornes, na ordem numérica indicada na figura, começando pelo gorne central de A e terminando pelo gorne central de B — as pernadas se cruzam, e os dois cadernais tendem a ficar perpendiculares entre si.

Carga de trabalho dos aparelhos de laborar (9.20)

Conhecida a multiplicação de potência de um aparelho, a carga de trabalho pode ser calculada a partir da carga de trabalho do próprio cabo, que é a tensão máxima admissível no tirador. As cargas das Tabelas 9-6, 9-7 e 9-8 referem-se ao moitão ou cadernal, e não ao cabo — como o poleame não aguenta o mesmo esforço do cabo novo (art. 9.9), essas tabelas já embutem reserva de segurança. Por isso um teque (dois moitões) e uma talha singela (moitão e cadernal) aparecem com a mesma carga de trabalho na tabela: o valor é calculado para o cadernal fixo, que normalmente aguenta o peso total.

Nota da tabela: com manilha em vez de gato no poleame fixo, essas cargas de trabalho podem aumentar em 50%.

Mesma nota: com manilha em vez de gato no poleame fixo, +50% na carga de trabalho.

Regras práticas (9.21)

O art. 9.21 reúne oito regras que resumem o capítulo:

(1) sempre que possível, aplicar o cadernal de onde sai o tirador no peso a alar; (2) para aliviar o cadernal fixo, fazer a arreigada fixa fora dele quando possível; (3) içando, o tirador tem a tensão máxima e a arreigada fixa a mínima — arriando, é o inverso; (4) o tirador passando por uma patesca de retorno aumenta o esforço de 5 a 10% (ângulo de 90°) ou de 10 a 20% (ângulo de 180°), conforme a bitola do cabo; (5) para embarcações, multiplicação de potência prática usual: talha dobrada = 3, estralheira dobrada = 3,7; (6) o que se ganha em força perde-se em tempo, porque cresce o comprimento a alar no tirador; (7) sem atrito, um homem pode alar por cabo singelo em retorno um peso de 12 kg em passo natural, 24 kg de leva-arriba, ou em média 34 kg alando por lupada — cerca da metade do próprio peso; (8) o melhor modo de engatar uma talha num cabo sem alça é com uma boca de lobo singela.

Problema 1 — circunferência do cabo de um turco (9.22)

Deseja-se a circunferência do cabo de manilha capaz de içar com segurança 1.000 kg por meio da estralheira dobrada de um turco, com n = m = 6.

Problema 2 — peso máximo de uma talha dobrada (9.22)

Talha dobrada (n = 4), tirador no cadernal fixo (m = 4), cabo de 4 polegadas de circunferência. A carga de ruptura desse cabo (tabela 7-2) é 6.800 kg; com fator de segurança 10, a carga de trabalho no tirador é 680 kg.

Problema 3 — turcos com estralheira dobrada e patesca de retorno (9.22)

Embarcação de 2 toneladas içada num par de turcos com estralheira dobrada, tirador passando por uma patesca no convés. Cada turco aguenta a metade do peso: 1.000 kg. Aqui n = 7 (inclui a patesca) e m = 6.

9. Talhas mecânicas ou talhas patentes (9.23–9.24)

Função, vantagens e desvantagens (9.23a–d)

A talha mecânica içar ou arria grandes pesos com força relativamente pequena. Vantagens: grande multiplicação de potência; manobrada por um, dois ou três homens; atrito mínimo; ocupa menos espaço que qualquer outro aparelho de mesma potência; mantém o peso suspenso mesmo sem esforço contínuo no tirador. Desvantagens: são pesadas; são lentas (o que se ganha em força perde-se em velocidade); e têm pequeno curso do gato, o que limita a altura de içada. Por isso não são usadas nos serviços correntes do convés, só onde ocasionalmente é preciso içar grandes pesos (fig. 9-25). Há três tipos: talha diferencial, talha de parafuso sem fim e talha de engrenagens, classificadas pela capacidade — o peso máximo que podem içar.

Talha diferencial (9.23.1)

É o tipo mais antigo, também chamada talha Weston (fig. 9-26). Duas roldanas metálicas A e B, de raios r e r' ligeiramente diferentes, giram unidas num mesmo eixo; uma terceira roldana C, de raio menor, recebe o peso P. Uma corrente sem fim gurne primeiro numa das roldanas superiores, desce à roldana inferior C e sobe de novo à outra roldana superior; os goivados têm dentes onde a corrente engrena. Aplica-se a força F na parte t da corrente para içar (a parte t' fica branda); para arriar, inverte-se. As duas pernadas que saem das roldanas superiores para a inferior suportam, cada uma, P/2 — uma força motora (f) e uma resistente (f') opostas sobre as roldanas superiores.

Exemplo do livro: 16 elos cabem na roldana maior A e 15 na roldana B; para içar 1 tonelada:

Talha de parafuso sem fim (9.23.2)

Uma corrente gurne numa roldana cujo eixo tem um parafuso sem fim (fig. 9-27); esse parafuso movimenta uma roda dentada rigidamente ligada a uma segunda roldana, à qual se engata a carga — as duas roldanas ficam perpendiculares entre si. A multiplicação de potência depende da engrenagem. Como o movimento do parafuso sem fim é irreversível, a talha não se movimenta sozinha sob a ação do peso.

Talha de engrenagens (9.23.3)

Também chamada talha epicíclica: a transmissão de força é toda por rodas dentadas (fig. 9-28). Uma corrente serve de tirador na roldana k, cujo eixo gira livremente dentro da roldana h e está rigidamente ligado à engrenagem d; d engrena com c (solidária a b), e b engrena com os dentes da carcaça fixa em a. O eixo de b e c é fixado em h. As engrenagens b e c são duplas, defasadas 180° para balancear a força (às vezes usa-se conjunto de três, defasadas 120°). Ao mover o tirador, d transmite movimento a c e b, que — impedidas de girar por estarem engrenadas à carcaça fixa — fazem um movimento planetário pelo interior dentado da carcaça, girando h e içando o peso.

Essa talha tem um freio na roldana do tirador, permitindo elevar o peso lentamente sem risco de retroceder. Seu atrito é tão reduzido que se pode trabalhar em grande velocidade sem perder multiplicação de potência; experimentos citados no livro mostram rendimento mecânico praticamente o dobro dos outros dois tipos.

Comparação entre as talhas patentes (9.24)

A Tabela 9-9, organizada pela Yale & Towne Co. (Filadélfia), compara carga máxima, força na corrente, comprimento de corrente por centímetro içado, velocidade e número de homens necessários. Regra qualitativa do livro: a talha de engrenagens iça e arria mais rápido que as outras; a de parafuso sem fim é mais leve que a de engrenagens, ocupa menos espaço e trabalha bem em qualquer posição; a talha diferencial é a mais leve de todas.

Regra da tabela: força na corrente não excedendo 34 kg por homem, para o número de homens indicado içar a carga máxima. Não exceder, na corrente, uma força maior que essa por homem.

10. Acessórios do aparelho do navio — sapatilhos, gatos, manilhas e macacos (9.25–9.29)

A Seção C reúne as peças que conectam o poleame ao resto do aparelho: sapatilhos, gatos, manilhas, macacos, terminais, grampos e prensas. Em geral são de aço forjado (às vezes aço fundido) e galvanizados.

Sapatilhos (9.26)

O sapatilho é de metal, circular ou ovalado, com a periferia em meia-cana, servindo de berço e protegendo a mão feita no cabo (fig. 9-29). Para cabo de fibra usa-se o sapatilho redondo; para cabo de aço, o de bico, que pode ser arredondado (fig. 9-30), aproximando-se da forma elíptica.

Gatos — partes e tipos (9.27)

O gato é um gancho de aço forjado com olhal (fig. 9-32), normalmente numa peça única. Suas partes principais são o cotovelo (parte curva) e o bico (a ponta); o ponto de esforço máximo fica na seção AA, perto do centro de curvatura do cotovelo — é ali que se mede o calibre do gato. O gato de tesoura junta dois gatos simples em sentidos opostos num mesmo sapatilho ou olhal, com as pontas cortadas em bisel que se justapõem numa seção circular; para o mesmo calibre, é cerca de 1/3 mais resistente que um gato simples (ou, visto de outro modo, substitui um gato simples com só 5/6 do calibre dele). Para mais segurança, pode ser abotoado com cabo fino (fig. 9-33). No gato de tornel, o bico ganha inclinação extra para que o eixo do tornel passe pelo centro de curvatura do cotovelo. Os gatos para paus de carga são desenhados para não travar em nenhuma parte da escotilha de porão.

Gatos especiais e cargas de trabalho (9.27)

O livro descreve quatro gatos especiais: (1) usado no chicote de um estropo de cabo ou corrente, que aperta a carga ao ser içada; (2) usado em estropos de corrente que não devem apertar a carga — a abertura deixa passar um elo, mas não permite deslizar; (3) empregado para aguentar diversos estropos ao mesmo tempo; (4) gato de escape, cuja abertura do bico pode ser fechada, impedindo o estropo de desengatar (fig. 9-35). Há ainda gatos fixos, soldados ou aparafusados a uma antepara ou ao teto de uma coberta.

Manilhas e tipos de cavirão (9.28)

A manilha é um vergalhão em forma de U, com orelhas nas extremidades para receber um pino chamado cavirão (com rosca, chaveta, contrapino ou tufo na ponta, para fixá-lo). Serve para ligar dois olhais ou fixar cabos e aparelhos de laborar — conexão simples e resistente. A manilha é preferível ao gato sempre que o esforço for permanente ou muito grande e temporário: a ruptura de manilha é rara, enquanto o gato pode simplesmente abrir. Manilhas retas ou curvas existem; as curvas são as mais empregadas no aparelho do navio (fig. 9-36). O tamanho deve corresponder, no mínimo, à resistência do cabo em que vai ser usada.

Três tipos de cavirão: (a) com chaveta ou contrapino — seção circular, seguro por chaveta ou contrapino do lado externo, com boa segurança, usado onde não incomoda o cavirão se projetar; (b) com tufo — seção oval, preso por um contrapino especial (tufo) que atravessa orelha e cavirão, sem saliência externa, usado em amarras e acessórios; (c) de rosca — seção circular, atarraxado numa das extremidades do U e apertado com uma espicha (fig. 9-37), indicado só para o aparelho fixo (onde não há risco de desatarraxar) e usado com reserva nos serviços gerais, por causa de esforços repetidos ou alternados que podem desaparafusar o cavirão.

Macacos (9.29)

O macaco tem uma caixa roscada numa ou nas duas extremidades (fig. 9-38), recebendo um parafuso especial com olhal, gato ou manilha; a caixa pode ser aberta ou fechada (esta, um tubo). Os macacos de dois parafusos, os mais usuais, têm roscas de sentidos contrários — um para a direita, outro para a esquerda — nas duas extremidades. Servem para retirar folga dos cabos fixos ou graduar a tensão do aparelho. A carga de ruptura do macaco tem de igualar, no mínimo, a do cabo usado com ele.

11. Acessórios para cabos de aço — terminais, grampos e prensas (9.30–9.33)

Eficiência das amarrações em cabos de aço (9.30)

Diferentemente dos cabos de fibra, os cabos de aço não admitem nós — dobras acentuadas de nós e voltas rompem os fios. Emendam-se ou amarram-se por costuras ou por acessórios adaptados ao chicote: terminais, grampos e prensas, além de sapatilhos, manilhas e macacos já vistos. As cargas de ruptura das amarrações, em percentual da carga de ruptura do próprio cabo, são estas:

Terminais (9.31)

O terminal, junto com o sapatilho, é o meio de fixar manilhas, macacos, gatos e olhais aos cabos de aço (fig. 9-39). Aberto ou fechado, tem eficiência de 100% — permite usar toda a carga de trabalho atribuída ao cabo. Os fabricantes recomendam esse tipo para ligações permanentes e todos os aparelhos de içar. Em compensação, são difíceis de colocar, não permitem inspeção rigorosa da ligação e, se houver dobra ocasional, o efeito se concentra num único ponto, perto da ligação com o cabo.

Grampos (9.32)

O grampo tem uma base de aço forjado com sulcos diagonais que servem de berço aos cordões do cabo (fig. 9-40), e dois orifícios nas extremidades por onde passam as pontas de um vergalhão em U, roscadas para receber porcas. Apertando as porcas, base e vergalhão comprimem as duas pernadas do cabo entre si. Essa ligação não passa de 85% da carga de ruptura do cabo; os grampos amassam o cabo no ponto de fixação e podem deixá-lo recorrer sob esforço grande — mas têm a vantagem de fácil inspeção e colocação rápida (fig. 9-41).

Prensas (9.33)

A prensa serve para fazer alças ou mãos sem sapatilho em ligações temporárias (fig. 9-42). Consta de duas peças iguais (A e B) de ferro fundido, com sulcos que servem de berço ao vivo do cabo e ao chicote, apertadas por parafusos com porca — geralmente três. A carga de ruptura dessa amarração é de apenas 75% da carga de ruptura do cabo.

Tabelas de manilhas e experiências de ruptura (9.28, 9.30)

Tabela de grampos (9.32)

Observação da tabela: o número de grampos recomendado é o necessário para obter a máxima eficiência nesse tipo de amarração — 85% da resistência do cabo.

12. Síntese para o prático

Distinções que a banca costuma trocar

Moitão tem uma roldana; cadernal tem duas ou mais no mesmo eixo (dois, três ou quatro gornes); patesca é aberta lateralmente com charneira, para gurnir pelo seio; polé é a mesma coisa sem a charneira; catarina é o moitão especial de aço, autolubrificado, para grandes pesos nos paus de carga. Poleame surdo (bigota, sapata, caçoilo) não tem roldana e não multiplica força; poleame de laborar tem roldana e multiplica.

Aparelhos e multiplicação de potência (mémoria rápida)

As duas fórmulas que resolvem quase todo problema numérico

Atenção ao n: o livro usa a letra para duas coisas diferentes. Na fórmula teórica $F = P/n$ (art. 9.15) n é o número de partes de cabo que saem do cadernal móvel. Já na regra prática das resistências passivas (art. 9.22) n é o número de roldanas em que o cabo labora. E m é a multiplicação de potência teórica — igual ao número de roldanas quando o tirador sai do cadernal fixo, e igual a esse número mais um quando sai do cadernal móvel. Içando, tensão máxima no tirador e mínima na arreigada fixa; arriando, o inverso.

Peça certa para o serviço certo

Manilha em vez de gato sempre que o esforço for permanente ou muito grande — a manilha raramente arrebenta, o gato pode abrir. Terminal é a única amarração de cabo de aço com 100% de eficiência; costura com sapatilho rende 90%; grampos, 85%; prensa, 75%. Entre as talhas patentes, a diferencial é a mais leve, a de parafuso sem fim a mais compacta e a de engrenagens a mais rápida e de maior rendimento mecânico — nenhuma delas substitui o aparelho de laborar comum no serviço corrente do convés, pela lentidão e pelo curso curto do gato.