🧭 MMPH · Cap.3 — Assisting Methods

Mapa Mental PH (aula enxutíssima) · Hensen, Tug Use in Port · II.09-AN · Área II do edital · só o que cai, em esquemas · ✎ marque lacunas e oclusões para revisão ativa
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Dois serviços do rebocador

  • Assistência durante o trânsito de/para o berço (incluindo mooring/unmooring), ou
  • Assistência apenas durante a atracação/desatracação.
Fig. 3-1
Fig. 3-1 — Port of Baltimore. Mortrac tug *Harriet Moran* (LOA 28.2m, beam 8.9m, 3,005hp) and reverse-tractor tug *April Moran* (LOA 26.5m, beam 10.5m, 5,100 hp) pushing at the stern of a ship dead in the water. A Mortrac tug is a combi-tug. *Harriet Moran* is a single screw tug with a triple rudder system and a retractable azimuth bow thruster of 640hp.
De que dependeQuanta assistência é preciso depende de 3 coisas: o navio (tipo, tamanho, calado, razão L/B, condição de carga, área vélica, manobrabilidade); o berço + área de manobra; e a rota do trânsito.
A diferença-chave entre os dois serviços está na velocidade do navio, fator maior para escolher o tipo de rebocador e o método.

3.1.1 Trânsito

  • Velocidade típica ao longo da rota: 3–6 nós, às vezes mais.
  • Nessas baixas velocidades a influência de vento/corrente/ondas é mais pronunciada (maior ângulo de deriva alarga o caminho, pior governo).
  • Porém até 6 nós já pode ser alto demais para assistência eficaz.

3.1.2 Capacidades exigidas dos rebocadores

  • Governo + controle de velocidade (steering) com o navio com seguimento — passagens estreitas, pontes, curvas fechadas, entrada de bacias/eclusas.
  • Compensar vento e corrente durante o trânsito com o navio em velocidade.
  • Controlar a velocidade transversal rumo ao berço enquanto compensa vento/corrente na atracação — aqui a velocidade longitudinal sobre o fundo é ~zero → só forças de empurrar/puxar de través.
Fig. 3-2
Fig. 3-2 — Combination of tug towing on a line and tug at the ship's side (shoulder). Tanker *Gener8 Ulysses*; ASDtugs *Smit Schelde* (LOA 28.67m, beam 10.43m, BP ahead 59 tons, astern 56 tons) and *Fairplay 24* (LOA 34.75m, beam 10.80m, BP ahead 52 tons. Photo: Kees Torn
O que importa é a velocidade na água, não sobre o fundo: corrente de proa de 2 nós + navio a 2 nós sobre o fundo = 4 nós na água → um "mooring" se comporta como trânsito.
A prática mundial reduz-se a dois métodos marcadamente diferentes: rebocar na linha (towing on a line) e operar no costado (at a ship's side). Quase todo tipo de reboque aplica ambos.
GeografiaEuropa → predomina towing on a line; EUA e Pacífico Oeste → costado. Base: pesquisa de 1996, supondo 2 rebocadores.

2.1 Costado na aproximação → push / push-pull na atracação

OndeNormal em EUA, Canadá, Austrália, Malásia, África do Sul e grandes terminais de óleo na Noruega.
  • Propulsão omnidirecional: amarra-se nos ombros AV/AR — em geral 1 espia de proa p/ ASD/reverse-tractor; espia de popa p/ tractor tug (Fig. 3.3).
  • Nos EUA, reboque amarrado por uma, duas ou três espias; convencional usa 2–3 (Fig. 3.4); twin-screw ou com tubulões orientáveis, mais manobrável, usa 1–2.
Fig. 3-3
Fig. 3-3 — Tugs alongside at approach and push-pull while mooring/ unmooring.
Fig. 3-4
Fig. 3-4 — Conventional USA tug secured with backing, spring and stern lines. In situation 2 the ship moves astern. If ship moves ahead the stern line will lead forward. Depending on the assistance required and local situation, one, two or three lines may be required.
Fig. 3-5
Fig. 3-5 — Alongside towing (USA).
Fig. 3-6
Fig. 3-6 — Forward tug secured alongside. As shown the ship can turn on the spot and when the tug applies hard port rudder and engine ahead, the ship moves crosswise. Ship's ahead power to be equal to tug's ahead power.
Fig. 3-7
Fig. 3-7 — Alongside towing in Cape Town for a 'dead ship' up to 100m in length.
"On the hip"Rebocador peado (lashed up) ao costado (Fig. 3.5): navio + reboque agem como navio bi-hélice com 2 lemes. Peado a vante com a proa do reboque p/ ré, motor+leme viram bow thruster orientável → gira no lugar ou anda de lado (Fig. 3.6). Cabo dead ship; em Cape Town, navios até 100 m por VS tug peado (Fig. 3.7).

2.2 Reboque AV no costado + AR na linha → push-pull

OndePrincipalmente Japão, Taiwan e Hong Kong (Fig. 3.11). O reboque de ré, amarrado pela espia de proa a meia-nau ou na alheta, segue o navio (governo + velocidade); o de vante fica no ombro AV. Na atracação passam a push-pull.

Reboques ali são reverse-tractor (às vezes ASD), purpose-built, com propulsores 360° sob a popa.

Fig. 3-11
Fig. 3-11 — At approach, forward tug alongside and stern tug on a line; push-pull while berthing.

3.1 Na linha durante trânsito e atracação

OndeEspecífico da Europa, mais com tugs convencionais (Fig. 3.12). Assiste o navio no trânsito inteiro até o berço.
Vantagem: funciona em águas estreitas — pontes, eclusas, docas secas. Aí o reboque de vante às vezes leva duas linhas"cross lines" ou "gate lines" — reagindo muito rápido com pouco espaço (Fig. 3.13).

Tug original: convencional de motor pequeno e corpo hidrodinâmico, eficaz com o navio em velocidade (usa massa + forças hidrodinâmicas do casco). Hoje também azimutais e VS tugs.

Fig. 3-8
Fig. 3-8 — Rudder or steering tug.
Fig. 3-12
Fig. 3-12 — Towing on a line at the approach and while mooring.
Fig. 3-13
Fig. 3-13 — Ship is passing a narrow bridge and a conventional tug forward is assisting with two crossed towlines. The tug can react quickly and only a little manoeuvring space is required.
Fig. 3-14
Fig. 3-14 — Towing on a line at the approach and push-pull while mooring.

3.2 Na linha na aproximação → push-pull na atracação

TendênciaCada vez mais comum com tractor, reverse-tractor ou ASD-tugs altamente manobráveis (Fig. 3.14).

3.3 Combinações

Navio grande costuma exigir mais de 2 reboques → usa-se combinação de métodos. Ex. australiano (Fig. 3.15): reverse-tractor/ASD no costado e na linha AR, convencional a vante.

Fig. 3-15
Fig. 3-15 — Combination of different assisting methods. Reverse-tractor tugs or ASD-tugs alongside and on a line aft. A conventional tug forward. A good configuration for steering and, in particular, when only a short stopping distance is available. Nearer the berth one of the tugs alongside has to shift to the other side to push.

3.4 Controle de velocidade por stern tug

  • Reboque omnidirecional de popa freia o navio ou o segura em nível baixo (ex. 3–4 nós, abaixo do Dead Slow Ahead) com máquina rodando p/ o navio governar.
  • Segurar velocidade serve p/ aproximar eclusa (Fig. 3.16), passar ponte com vento, ou quando Dead Slow Ahead é alto demais (mais de 6–7 nós) p/ os reboques de vante amarrarem com segurança.
A vibração a bordo do tug pode ser tremenda — tug masters evitam períodos longos.

4.1 Push-pull × towing on a line (§ 3.2.2)

AspectoPush-pull (costado)Towing on a line
RespostaCurta — ação rápida, boa p/ atracarPode ser mais longa
Linha / ondasMuito curta — problema em ondasLonga — efeito de onda menor
Largura do caminhoNavio + reboques — problema em eclusas/pontesAté ~largura do navio — bom p/ pontes/eclusas
Bordo de atracaçãoNenhuma flexibilidade (reboques no bordo oposto)Qualquer bordo (reboque AV e AR)
Braço de giroCurto — só a distância entre os 2 reboquesO maior possível
Vento/corrente de travésReboque de sotavento pode prensar contra o caisReboques no bordo seguro, sem prensar
Visão do tug masterPouca noção da manobra do práticoMelhor visão do navio e distâncias AV/AR
Risco de interaçãoAnulado (longe da proa em velocidade)Existe, sobretudo passando linha perto da proa
Fig. 3-16
Fig. 3-16 — Azimuth tractor tug *Arion* (LOA 28.75m, beam 9.1m, BP 45 tons, pulling backwards on tanker *Torm Loke* and so enabling the tanker to keep engine running and ship steerable. Photo: Port Towage Amsterdam
Fig. 3-17
Fig. 3-17 — Ship entering the new Panama Canal Lock with forward tug with two towlines. Courtesy Panama Canal Authority
Fig. 3-18
Fig. 3-18 — Ship entering locks at Terneuzen with forward tug *Multratug 14* (Voith Schneider tug, LOA 34.50m, beam 11.60m, BP 75 tons, with one towline. Photo: Adri van de Wege

4.2 Eclusas (§ 3.2.3)

Regra geralNavios grandes em eclusas assistidos, na maioria, com uma só linha (Figs. 3.16, 3.18). Possível usar duas linhas de dois guinchos independentes — como nas novas eclusas do Canal do Panamá (Figs. 3.9, 3.17).

4.3 Relação tipo ↔ método (§ 3.2.4)

Fator essencial: se o reboque serve p/ costado, p/ linha, ou ambos. Japão/Taiwan/HK: um método e um tipo — o reverse-tractor tug (propulsão omnidirecional de popa). Europa: towing on a line. EUA: costado (por anos só o convencional).

5.1 Introdução e tipos de navio

Antes da chegada só se pode quebrar o gelo, não removê-lo completamente do berço → procedimentos especiais; atracar no gelo é demorado.
  • Navio no gelo deve ir lastrado e compassado p/ hélice e leme totalmente submersos (pás expostas → grande risco de dano).
  • Fig. 3-9
    Fig. 3-9 — Tug *Cerro Picacho*, tractor tug (LOA 28.9m, beam 13.5m, BP 82 tons), operating as steering tug in the Panama Canal. Courtesy Panama Canal Authority
  • Dois grupos p/ atracar: os que trabalham a máquina em Dead Slow sobre um springue sem parti-lo (pequenos, CPP); e os de motor grande / alta potência de partida que partem até um springue dobrado.

Hélices de bronze: testes na Baía de Bótnia em março de 2016 mostraram aptidão p/ gelo classe 1A Super.

5.2 Preparação e reboques

  • Reboques de pouco calado com hélices em tubulão (nozzle) têm capacidade muito limitada — ao dar ré o tubulão enche de gelo na hora → não devem rebocar na linha.
  • Assistência no gelo é principalmente empurrando (push), inclusive varrendo gelo entre navio e berço.
  • Cabos nunca devem entrar na água gelada (ficam muito duros).
Melhores no gelo: convencionais twin-screw com hélice aberta (open propeller) e ASD-tugs (VS às vezes).

Ensaios Finlândia 1984: em teste de 20 horas, o tubulão do nozzle tug bloqueou 12 vezes, parando o reboque a cada vez.

5.3 Bloqueio e desobstrução (§ 3.3.5)

Sinal de bloqueioVibração de uma ou ambas as hélices (visível nos instrumentos).
PropulsorDesobstrução
Passo fixo em nozzleAo vibrar, para e desembreia; põe os tubulões cruzados p/ a hélice ativa soprar o gelo do bloqueado; pode girar o bloqueado 180° várias vezes.
Passo variável (ASD)Compensa a potência na outra hélice; põe a bloqueada a 30% a ré — se falhar, usa o método de passo fixo.

Com ASD, se o tug ainda tem velocidade, desembreia e gira 1 thruster p/ lavar o gelo — pode ser preciso 3 vezes em 5 minutos.

6.1 Atracação no gelo

  • Aproxima o berço em ângulo pequeno; fixo o springue de vante, Dead Slow Ahead subindo revoluções sem partir (melhor dobrar o springue); o leme lança a popa p/ dentro/fora p/ o fluxo da hélice varrer o gelo p/ ré.
  • Aproximação paralela ao cais (Fig. 3.21) só com gelo jovem e fraco.
  • Sem paralela → tug empurrando a proa (Fig. 3.22); ajuda ter 20–30 m de berço livre à frente p/ quebrar e varrer o gelo (Fig. 3.25).
  • Bow thruster muito eficaz (Fig. 3.26); ou ir a ré p/ atracar BE — a corrente forte da hélice a ré leva o gelo p/ vante (Fig. 3.27).
Fig. 3-21
Fig. 3-21 — Ship approaches the berth nearly parallel to the dock. Ice is pushed away by the bow. The ship is pressed towards the berth by unbroken ice on the starboard side.
Fig. 3-25
Fig. 3-25 — Mooring in ice when some 30m free berth is available in front of the bow position.
Fig. 3-26
Fig. 3-26 — Combination of tug and bow thruster while mooring.
Fig. 3-27
Fig. 3-27 — Good results when approaching the berth astern and mooring starboard side alongside.
Fig. 3-28
Fig. 3-28 — Tug assistance when mooring in ice with ships and powerful engines.
Navios de motor grande / alta potência em Dead Slow: todo o trabalho de gelo é feito por tugs (um stern tug na linha tira a popa, outro empurra e limpa) — o wash do navio não é usado, atraca devagar (Fig. 3.28).

Navios grandes: 2 tugs bow-to-bow varrem o gelo, protegidos por mais 3 tugs segurando o navio (Fig. 3.30).

Fig. 3-22
Fig. 3-22 — Tug assistance in ice during approach to the berth and while mooring.
Fig. 3-30
Fig. 3-30 — Two tugs operating bow-to-bow clearing ice between ship and berth while other tugs keep the ship in position.

6.2 Desatracação no gelo (§ 3.3.7)

  • Antes, tugs quebram gelo ao redor e até 20–40 m de proa e popa.
  • Girar após desatracar só em área/canal preparado por tugs grandes ou icebreakers.

6.3–4 Segurança (§ 3.3.8–9)

Reboque na linha em canal de gelo é de grande risco (se o tug para por bloqueio, o navio para na hora) → jeito mais seguro = navio andando a ré, máquina sempre pronta a avante (Fig. 3.35).
PreparoAntes de um grande navio de guerra chegar, berço e procedimentos são acordados entre marinha, autoridade portuária, empresas de reboque e práticos; tug masters são briefados. Dois tipos exigem atenção: submarinos e porta-aviões.

O que faz o submarino diferente

Um submarino é "como um iceberg" — cerca de 90% abaixo da linha d'água, calado muito grande e a parte mais larga submersa. Governo bom a partir de 2 nós; círculo de giro grande.
TipoComprimentoCalado
Diesel-elétrico (ataque)~60–90 m~8 m
Nuclear ataque (SSN)~90–120 m~10 m
Nuclear balístico (SSBN)~100–180 maté ~12 m
Fig. 3-35
Fig. 3-35 — Channel through the ice prepared by icebreakers or strong tugs. A ship moving astern through the ice is safest. When the stern tug is stopped in or by ice the ship can immediately be stopped by propeller.
Fig. 3-40
Fig. 3-40 — HMS Astute. Source: UK Ministry of Defence 🔍 posições explicadas na legenda abaixo
Posições da figura, explicadas no texto (3)
  1. 1. No. 1 in figure 3.40 is called the sail (USA) or fin (Europe/Commonwealth), also known as a fairwater.
  2. 2. No. 2 in figure 3.40 shows the port fore plane.
  3. 3. Aft, just abreast of the top rudder blade (see no. 3) are the after planes.

Partes a observar (Fig. 3.40)

  • Sail (EUA) / fin (Europa), a "fairwater": plataforma na superfície e estabilizador vertical embaixo.
  • After planes ficam submersos e invisíveis → máxima cautela ao aproximar a popa; leme + after planes às vezes em X (Fig. 3.41).
  • A hélice é o propulsor, no extremo de ré, atrás do leme → kick a avante com leme carregado não gira o navio.
  • Casco com anechoic tiles (absorvem sonar), caras e frágeis — não danificar; áreas "No Push" marcadas no casing (Fig. 3.44).
Fig. 3-41
Fig. 3-41 — Australian submarine pushed along the berth. 1: Fairwater planes; 2: combined after planes - rudder system Photo: Arie Nijgh
Fig. 3-44
Fig. 3-44 — Dimensions Dutch Walrus class submarine and indications of bollards and 'no-push' points (coloured red) Courtesy of the Royal Dutch Navy
Saber a SWL dos acessórios de convés (varia por tamanho e por marinha) — crítico com tugs modernos potentes.

Método recomendado

Melhor: towing on a line — 1 tug a vante e 1 a ré pela bull ring nos cabeços — combinado com push-pull. Tipo preferido ASD (empurra com a proa). Evitar costado, salvo tug com fendering subaquático (portos navais, Panamá).
Números geraisCerca de 45 porta-aviões, ~180–335 m de comprimento e até 76,8 m de largura (convés de voo), até 4 hélices; vários nucleares.

Requisitos e o problema dos mastros

  • Fundeio no porto: 2 tugs de escolta potentes; atracação: em geral 4 tugs em portos comerciais.
  • Requisito básico: pelo grande convés de voo em balanço, os tugs precisam abaixar o mastro — sobretudo os que trabalham no costado (Figs. 3.50, 3.51).
Fig. 3-50
Fig. 3-50 — Aircraft carrier *George H. W. Bush* with tugs alongside with masts down. Source: Shutterstock
Nimitz (maior)Canal de entrada ~240 m fora do quebra-mar e ~180 m dentro; diâmetro ótimo de giro 670 mduas vezes o comprimento.
Exemplo de área vélica 6.500 m², vento 7 Beaufort 15,5 m/s, rajadas ~19 m/s (fator 1,21) → potência total ~190 t (com 20% de margem) = 4 tugs de ~50 t de bollard pull cada.
Recomendação usual: 4 tugs (2 AV + 2 AR na linha, ou 1+1 na linha + 2 no costado, ou 4 no costado); fundeando, 2 escoltas passivos. Sempre saber a SWL dos cabeços/buzinas e a máxima pressão de casco.

Perda de tração ao segurar o navio contra o vento: o wash da hélice do tug bate ~perpendicular ao casco — quanto maior a distância navio-tug, menor a perda.

Fig. 3-51
Fig. 3-51 — Tug under de flare of a UK aircraft carrier *HMS Queen Elizabeth* with indications of clearance. Courtesy of: A P Bannister MBE | Chief Admiralty Pilot QECP