A localização do towing point governa tanto a segurança quanto o desempenho do tug — os dois são estreitamente ligados: quanto mais seguro o tug trabalha em condições diversas, menos limitações tem.
Quanto mais alto o towing point de um conventional tug, maior o list ao rebocar on a line — a força athwartships tem braço de alavanca mais longo → aumenta o risco de girting e limita o desempenho (sobretudo em conventional tugs).
Duas vias para melhorar desempenho e segurança pelo deck equipment
- Tornar o towing point transferível (ou fixar mais de um ponto fixo) — afeta desempenho E segurança.
- Instalar um quick-release system — dispositivo de segurança de emergência.
3ª necessidadeVariar o comprimento do towline durante a assistência — p/ altas forças dinâmicas de ondas, p/ cortar o efeito do propeller wash do tug sobre o casco, ou quando o espaço de manobra é limitado.
O towline é a única ligação crítica entre tug e navio — recebe atenção total no fim do capítulo.
Poder deslocar o towing point ajuda sobretudo os conventional tugs. Os sistemas transferíveis agrupam-se por como movem o ponto: ao longo da centre line (fore-and-aft), por track parcialmente circular ou por track totalmente circular.
Ao longo da centre line (7.2.1)
- Pontos fixos extras: o modo mais simples. Alguns combi-tugs têm ponto extra bem a ré → valem quase como tractor tug.
- Towing pins hidráulicos (Fig. 7.2) deslocam o ponto a ré/vante, ex.: p/ escorting. Cautela: pins tipo Telstar podem esmagar o towline e aumentar o desgaste.
- Gob rope (só p/ conventional): arame preso a um cabeço lateral, passa por um fairlead central e termina numa shackle grande que desliza livre pelo towline (Fig. 7.3A). Ao mover o towline p/ abeam, o gob rope tensiona e realoca o ponto.
O gob rope carrega picos altíssimos — 70% ou mais do bollard pull já foi medido. A shackle deve ser sempre grande o bastante p/ o towline escorregar se romper/liberar; muito pequena → fadiga e parting. Quando não é preciso, é melhor desconectá-lo: um stern tug ainda gob-roped ao tirar navio do berço não consegue girar quando o navio ganha velocidade → cai em girting (acidente do Asterix) — ver Figs. 7.4 e 7.5.
Arranjo com gob-rope winch separado (Fig. 7.3C), comandado do wheelhouse, pode levar o ponto até a popa — é compulsório, por ex., em portos alemães.
Tracks parcialmente e totalmente circulares (7.2.2)
- O radial towing hook (Figs. 7.6, 7.7) move o ponto por track parcialmente circular → ângulos de heeling menores, logo forças athwartships maiores (mais desempenho E segurança). Hoje só em conventional tugs.
- Track totalmente circular = arranjos carrousel (DOT tug e CRT — Carrousel RAVE Tug).
Variar o comprimento do towline é difícil e depende de como ele está feito firme: só um towing winch varia o comprimento de forma eficiente.
| Fixação | Varia o comprimento? | Liberação de emergência |
|---|---|---|
| Towline de comprimento fixo (olhal em cada ponta) | Não varia → o tug leva 2+ cabos de comprimentos diferentes | — |
| On a bitt (cabeço) | Só re-fixando, com folga, tempo e mão de obra | Quase impossível liberar sob tensão |
| Quick-release hook | — | Deve liberar sem problema se o sistema for confiável |
| Towing winch | Sim, a qualquer momento, do wheelhouse | Quick-release no winch e na ponte |
Towing hooks (7.3.2)
- Standard hook: pode usar rubber buffers p/ absorver impacto.
- Disc hook (Fig. 7.10): placa redonda com abertura em gancho, criada p/ absorver a energia armazenada ao liberar cabo sob tensão (cabos de fibra guardam muita energia) — em vez de impacto pesado, a energia acelera o próprio disco.
Regra de classeSociedades classificadoras exigem quick-release operável localmente E por remote control do wheelhouse (ex.: Bureau Veritas — liberação da ponte com visão total e no hook, meios idênticos, protegido contra uso não intencional).
O quick-release hook pode falhar justo quando mais se precisa (7.3.2.1): com o tug listando sob tensão altíssima (quase sempre numa crise) ou mecanismo congelado, o hook pode não abrir → não se pode confiar nele. Testar sob as condições mais severas e manter bem. Num bitt, liberar cabo sob alta tensão é perigoso (o machado só serve p/ cabos de fibra finos).
Designs modernos: hydraulically locked hook/bitt (Brusselle/URS) e automatic release (a um heel pré-fixado, uma bola de ferro é liberada e seu peso abre o hook). O que importa: o sistema deve ser totalmente confiável em qualquer condição.
Posições da figura, explicadas no texto (2)
- 1 e 2 e 3. By heaving on the gob rope and bringing the towing point to the tug's after end, the tug can swing around from position 1 towards position 2 or 3 at somewhat higher ship's speed than without this arrangement.
- 2 e 3. At low ship's speeds, conventional tugs fitted with this arrangement can operate in the way shown in figure 7.3D for steering control (position 2) or speed control (position 3) simply by shifting the towing point location.
O winch é parte essencial da ligação; permite ajustar o comprimento a qualquer momento, do wheelhouse e sem mão de obra extra.
Eficiência do driveHidráulico perde 20–40% da potência; elétrico só 10–15% — importa no uso contínuo, pouco no uso ocasional dos harbour tugs.
4 características que importam (7.3.3.1)
| Característica | O que é / número-chave |
|---|---|
| Brake holding capacity | Força de retenção do freio na 1ª camada (mais camadas → menor). Típico: 2 a 3× o bollard pull (políticas variam até 1×). |
| Maximum pulling capacity | Stall heaving na 1ª camada. Como o diâmetro da camada externa é ~2× o da 1ª, o pull do topo é só ~50% (freio de 100 t escorrega a ~50 t no topo). "15-ton winch" = 15 t máx. |
| Rated pull / pull-speed | Pull a uma velocidade nominal (ex.: "10 t × 10 m/min"). Crucial em bacias estreitas e vento/corrente altos. |
| Slack-line speed | Quanto mais rápido recolhe o cabo frouxo, menor o risco de foul do propeller e antes o tug passa a empurrar. |
Trade-off crítico: holding capacity baixa + cabo forte → o freio escorrega antes de o cabo romper (protege o cabo) mas limita desempenho; holding alta (ex.: 3× BP) → o cabo rompe antes de o freio escorregar, salvo se o quick-release agir a tempo.
Sob carga crescente lenta, o band brake escorrega; sob shock load súbito, a inércia impede o escorregamento a tempo → o cabo pode romper em vez do freio deslizar. Pior trabalhando do topo, onde a carga real é maior do que o mestre percebe.
Elasticidade × reaçãoUm stretcher line ganha ~50 t/s; um cabo Dyneema pleno, 5× mais rápido → com full Dyneema o freio deve reagir em menos de 1 segundo.
Ressalva: o quick-release é frequentemente lento demais p/ o girting, processo em geral muito rápido e com forças subindo depressa.
Tipos de winch (7.3.3.2)
single/double drum (backup)waterfall (2–3 drums)split drum (bom p/ fibra)double winch (2 bow lines)
Por controle de força no towline (7.3.3.3)
| Tipo | Traço & falha | Uso típico |
|---|---|---|
| Conventional (Fig. 7.15) | Drum com freio de um lado e drive do outro. Com band brake, a força de release cresce com a carga → acima de certa carga o quick-release deixa de funcionar. | Águas abrigadas, baixa velocidade |
| Constant-tension | Motor de torque mantém tensão ~constante; problemático na emergência (baixar tensão rápido). Release a full load 10–20 m/min, a low load 50–75 m/min. | No mar, ondas longas |
| Render-recovery | Mestre pré-ajusta as forças de render e recover; recovery separado do render → abort rápido e confiável a alta velocidade/carga. Delay ≈ zero e absolutamente confiável. | Escorting — condições expostas, alta velocidade |
SafeWinch (Figs. 7.16–7.17): render-recovery mecânico simples com ratchet unidirecional + clutch deslizante. Note 7 (MAIB 1/2007): um marinheiro perdeu a ponta de 3 dedos porque o winch ficou em modo de tensionamento automático e recolheu de repente — depende de fricção, monitoramento, tempo de resposta e tipo de cabo.
Requisitos p/ winches (7.3.3.4 — ex. DNVGL)
- Drum: diâmetro ≥ 14× o diâmetro do towline; ao menos 3 dead turns; disc sheaves superam a camada de topo em ≥ 2,5 diâmetros; ponta interna presa por um weak link.
- Emergency release: possível em todos os modos e até em black-out, agindo em no máximo 3 segundos, com energia p/ ≥ 3 tentativas (ou 5 min de freio aberto), e com prioridade sobre o emergency-stop.
Se o brake não escorrega, o cabo não pode ser liberado/cortado a tempo e o quick-release falha, tug e tripulação ficam em situação gravíssima — a única esperança pode ser o cabo romper. Mas o tug não deve ser limitado por cabos deliberadamente fracos.
O cutter (7.4.1)
Webtool (portátil)Feito p/ evitar o capsize do pull-back tug. Fica no tug ou no tanker, em 2 módulos (cutter + fonte hidráulica). Versão de arame corta steel wire até 70 mm em 3 segundos; versão de fibra corta Dyneema/Spectra.
Última linha de defesa — mas deve ser mantido sempre pronto, pois emergências nunca são esperadas.
O KO-LINK weak link (7.4.2)
- Weak link = pendant com breaking strength abaixo da main line. O KO-LINK (Lankhorst) é um anel que cria um weak link controlado e substitui o cow-hitch mal feito.
- Usar weak link de ~2× bollard pull em vez de 3× → o link rompe e a main towline é salva (um winch com MBL > holding power do freio faz o mesmo, deixando o freio escorregar). Assim o tug evita o capsize — mas o navio perde a assistência.
O baixo safety factor do weak link o torna propenso à fadiga sob cargas altas frequentes → analisar e substituir regularmente p/ evitar parting precoce.
4 requisitos básicos (7.5.1)
Tensile strength (força)Elongation (compensa cargas dinâmicas)Linear density (manuseável)Life (mín. desgaste)
O towline é a única ligação — e a mais importante: sem cabo adequado não há serviço ótimo, por mais capaz que seja o tug. Cogita-se double towline de igual tensão p/ navios muito grandes.
Steel wire rope (7.5.2.1)
- Descrito por strands × wires + core, ex.: 6 × 36 IWRC (Independent Wire Rope Core).
- Equal lay supera o cross lay (que sofre alta tensão nos cruzamentos → falha interna precoce); a melhor construção é Warrington/Seale.
- Lang's lay resiste melhor ao desgaste mas tende a destorcer; ordinary lay é o oposto.
- Núcleo de aço (vs fibra): resiste ao esmagamento no winch, é 7–8% mais forte e estica um pouco menos.
- Grades: 1770 N/mm² (180 kgf/mm²) ou o mais forte 1960 N/mm² (200 kgf/mm²) — MBL típicas na Fig. 7.24.
OCIMF descarta um cabo com mais de 4 wires rompidos em 6d, ou 8 em 30d (d = diâmetro). Inspecionar sempre olhais e shackles.
| Ø (mm) | Massa (kg/100 m) | MBL grade 1770 (t) | MBL grade 1960 (t) |
|---|---|---|---|
| 24 | 229 | 37 | 41 |
| 28 | 312 | 50 | 56 |
| 32 | 408 | 66 | 73 |
| 40 | 637 | 103 | 114 |
| 48 | 917 | 148 | 164 |
Fibra sintética (7.5.2.2)
Com o bollard pull crescente, o aço ficou pesado → cabos de fibra ganham preferência (força, stretch, leveza), sobretudo em escort tugs. Construções: three-strand (hawser-laid, Fig. 7.26), six-strand com core, eight-strand plaited (virtualmente unkinkable), twelve-strand hollow braid (o 12×12 HMPE é muito usado, inclusive em escort lines), e braided/double braid (torque-free).
| Fibra | Traços-chave |
|---|---|
| HMPE (Dyneema, Spectra) | Maior tenacidade/peso; flutua; excelente abrasão; baixo atrito (tende a "mergulhar" no drum); derrete a 143–155 °C (máx. trabalho ~70 °C); resistência sobe até 20% acima do MBL no início da vida. |
| Aramid (Kevlar, Technora, Twaron) | Alta força, stretch muito baixo; não flutua; decompõe a 500 °C. Não recomendado para towlines. |
| LCP (Vectran) | Alta força, baixo stretch, ótima resistência a creep/flex-fatigue — mas bastante sensível ao tempo. |
2 avisos sobre HMPE: (1) o jacket protege o core mas impede inspeção interna → pode esconder dano (7 lines HMPE romperam num LNG na Espanha); (2) HMPE genérico pode ser até 22% mais fraco, abrasar 4× mais rápido e ter creep life 4× menor que o Dyneema SK 78. Creep importa acima de ~40 °C.
Convencionais: Polyester (mais durável, alta força, baixo stretch, alto atrito); Nylon/polyamide (mais forte após Aramid/HMPE, mas wet strength só 80–85% do dry, perde força em carga cíclica, maior stretch); Polypropylene (mais leve, flutua, o mais fraco, baixo ponto de fusão).
Cabo novo estica bem mais que um "broken-in" (o uso remove vazios e alinha as fibras — Fig. 7.27). Na tension-tension fatigue, o Dyneema sobrevive a muito mais ciclos que Aramid, polyester ou aço — mas se os picos sobem, os ciclos até a falha caem rápido p/ Dyneema e Aramid (Fig. 7.29).
| Propriedade | Nylon | Polyester | PP | HMPE | LCP | Aramid |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tenacidade (g/den) | 7,5–10,5 | 7–10 | 6,5 | 40 | 23–26 | 28 |
| Elongation | 15–28% | 12–18% | 18–22% | 3,6% | 3,3% | 4,6% |
| Coef. atrito | 0,12–0,15 | 0,12–0,15 | 0,15–0,22 | 0,05–0,07 | 0,12–0,15 | 0,12–0,15 |
| Densidade rel. | 1,14 | 1,38 | 0,91 (flutua) | 0,98 (flutua) | 1,40 | 1,39 |
Definição de strength importaA ISO 2307 conta 10% de redução p/ um cabo factory-spliced; nos EUA usa-se cabo spliced (break ~15% maior se a amostra é un-spliced). O que vale é o MBL do towline inteiro. Chafe gear protege e é muito mais barato de trocar que um pennant.
O atrito só tem efeitos ruins (Fig. 7.30): calor (cabo tenso esquenta num fairlead angulado), abrasão e leitura errada de tensão no winch (render-recovery menos preciso). Ex. worked: powered-indirect a 5 nós dá 62 t na linha tug-navio, mas só 49 t (~20% menos) do fairlead ao winch.
Composição do towline (7.5.3)
- Messenger: deve flutuar, ser forte e agarrável — melhor braided e torque-balanced, cerca de 25 mm, em polypropylene; HMPE escorrega no capstan e não deve ser usado. Junta-se por grommet (não cow-hitch direto no olhal) — Fig. 7.32.
- Pendant de aço: mesma construção da linha mas diâmetro menor (rompe primeiro, só ele é trocado).
- Stretcher (~10 m): absorve carga dinâmica; nylon estica mais mas degrada molhado → prefere-se polyester. Deve ter 25% mais dry breaking strength que a main rope (OCIMF quer 37% extra p/ nylon, que perde 10–15% wet).
- Uma perna de grommet é assumida a 85% da rated break force.
Redução de resistência — estudo SRT (7.5.4)
Estudo Samson/DSM (Crowley escort tugs, Dyneema SK75)Em cabos usados: as pontas (até 65 m) guardavam só 61% da resistência original (perda de quase 40%); midsection 81%; pennants 63%.
| Causa da perda | Contribuição |
|---|---|
| Abrasão / cutting | 5–10% |
| Drum compression | 12% |
| Line twists (1–1½ voltas/pé) | 15–20% |
Com safety factor inicial de 3, uma perda de 50% o corta p/ apenas 1,5 — o cabo passa a operar perto de 100% da capacidade, quase sem margem. Vale p/ todas as fibras (MAIB Zarga: residual 35–64%).
Retirada, inspeção (7.5.5)
- Meta: retirar o cabo antes de romper. Inspeção em 3 níveis: deployment, routine, detailed. OCIMF: retirar a 75% de resistência residual.
- Atenção: fairleads de pequeno diâmetro (HMPE dobrado em raio pequeno → calor local e falha súbita), abrasão, axial compression/kinking (remover kinks sem carga).
- Snap-back: todos os cabos recuam; sintéticos (exceto Aramid e Dyneema/Spectra) golpeiam com força tremenda, rompendo sem aviso. Fique longe de cabo sob tensão.
Comprimento básico do towline (7.5.4)
Cabo curto → reação mais rápida do tug: dobrar o comprimento ≈ dobra o tempo de reação (Fig. 7.36). Vantagens: reação rápida, menor largura de path e menor lane de manobra. Contra: mais perda por propeller wash.
Steep, short towlineCom propulsão P e BP de 50 t, a towline force T pode chegar a quase 120 t. O componente que puxa o navio, P₁, é exatamente igual a P — mudar a inclinação NÃO muda a eficácia de tração; o que muda é a força vertical L (levanta a popa) e o atrito no fairlead (Figs. 7.38, 7.39).
Resistência & safety factors (7.5.5)
Força estática × ângulo verticalAté 40° a subida é modesta; a 45–50° a força estática é ~1,5× a towing force; a 60° já é 2× (Fig. 7.41). Forças acima de 2× BP não são raras (aço/HMPE sem stretcher).
- Aço: elastic limit ~2/3 do MBL, endurance limit ~1/2 do MBL. Com towline force de 2× BP, o MBL do cabo de aço deve ser ≥ 4× o bollard pull.
- Fibra: OCIMF recomenda safety factor 2,22 (nylon seco) ou 2 (molhado/spliced e outros sintéticos) → sobre 2× BP, dá 4× BP no total. Robert Allan recomenda 3× BP.
Espias do navio como towline: não recomendado (7.5.6). Mooring lines de bulk carrier ~50 t MBL (50.000 dwt) ou 70 t (200.000 dwt). P/ um tug de 50 t BP o MBL deveria ser ~4×50 = 200 t → a espia dá fator de apenas 1,4, aquém até de 2–2,5.
Com tugs mais potentes (sobretudo com cabos de aço) e tripulações menores, os towlines ficaram mais difíceis de manusear → impulsiona sistemas alternativos de conexão.
Manuseio seguro a bordo (7.6.1) — OCIMF / UK Code
- Ter heaving lines suficientes, de comprimento e resistência certos, prontas a tempo.
- A condição e a carga do towline do tug são desconhecidas pela tripulação do navio — mantenha-se sempre bem afastado dele.
- Nunca largar o tug sem ordem da ponte; não agir por orientação da tripulação do tug.
- Ao largar: recolher com o messenger, dar stopper off antes de tirar o olhal; nunca manusear cabo com carga.
Passar e prender (7.6.2)
Heaving lines são antigas e muito mal usadas — problema recorrente, sobretudo no forward tug. O Aarts Autohook (crane/manipulator do wheelhouse coloca um ball connector num hook-up point) dispensa tripulação no deck e é rápido, mas exige navios equipados e é impraticável em ondas/má visibilidade. A conexão é central na discussão de tugs autônomos.
Em 30–40 anos, o bollard pull dos harbour tugs subiu de 20–30 t p/ 70–80 t (100+ nos terminal tugs), mas a resistência dos bitts/fairleads do navio NÃO acompanhou → acessórios danificados ou arrancados. Logo o tug deve reduzir potência → sobe o risco p/ o navio.
IMO MSC/Circ. 1175 e IACS UR A2 (navios ≥ 2007)
| Grandeza | Valor |
|---|---|
| Design load (normal towing) | 1,25 × a carga máxima de reboque (ex.: bollard pull estático) |
| Carga total num acessório em ângulo | ≤ 2× o design load = 2,5× a carga máxima de reboque |
| SWL (normal towing) | ≤ 80% do design load 1,25 = 1,0× a carga máxima de reboque, em single-post (1 volta de 1 cabo) |
Recomendação: sempre checar o towing & mooring plan; sem carga maior marcada, tomar a mooring SWL como limite; se marcado TOW, usar esse valor; usar a menor SWL entre bollard e fairlead como força máxima admissível — pode exigir tugs extras.
Navios ≥ 2024 (MSC.1/Circ. 1175/Rev.1)
- Dois métodos: normal towing (portos/águas abrigadas) e other towing (por outro navio/tug, ex.: emergência).
- Design mínimo da estrutura: 1,25× a carga máx. (normal) ou o MBL do próprio towline via Equipment Number (EN) (other); nunca mais que 2× o line design load em qualquer direção.
- TOW (safe towing load) ≤ 80% dos design loads, marcado por cordão de solda. Nos bollards, a fixação é tomada a não menos que 4/5 da altura do tubo.
Equipamento de reboque de emergência serve p/ rebocar um tanker sem propulsão/governo p/ fora de perigo e prevenir poluição — pouco a ver com harbour towage.
SOLAS II-1/3-4 — emergency towing arrangements
Onde & quemExigido nas duas pontas de todo tanker de não menos que 20.000 dwt; p/ tankers construídos em/após 1 jul 2002: deployment rápido sem main power, com pelo menos um pre-rigged.
| Requisito (guidelines IMO) | Valor |
|---|---|
| Deployment pre-rigged (1 pessoa, sem power) | ≤ 15 minutos |
| Deployment não-pre-rigged | ≤ 1 hora |
| Working strength (metade do ultimate) | ≥ 1.000 kN (20.000 a < 50.000 dwt) · ≥ 2.000 kN (≥ 50.000 dwt) |
| Ângulos relevantes | até 90° p/ cada lado, 30° p/ baixo |
| Comprimento do pennant | ≥ 2× o maior ballast freeboard + 50 m |
Componentes (Fig. 7.47)pick-up gear, towing pennant, fairlead, strongpoint, roller pedestal e chafing gear (chafing chain + pennant Dyneema/Spectra + buoys).
Escort/pull-back: OCIMF recomenda usar também os arranjos SOLAS, com strongpoints/chocks de ≥ 2× o SWL rating. ETB (Emergency Towing Booklet) exigido em tankers, passenger ships (até 2010) e cargo ships (construídos ≥ 2010; demais até 2012). Acordou-se (MSC 103, 2021) estender a exigência a todos os grandes navios novos — sem emenda SOLAS em vigor antes de janeiro de 2028.
SOLAS exige procedimento de reboque de emergência em todos os navios desde 2012, mas equipamento só em tank vessels ≥ 20.000 dwt — embora bulk carriers, container e ro-ro também possam ficar à deriva. O EVATS™ visa servir todos os navios.
O que éEmergency Vessel Attachment and Towing System (Glosten + Samson, p/ a Alaska Maritime Prevention & Response Network) — sistema sintético HMPE que liga um towline a múltiplos pontos de um navio avariado. Dois designs padrão (300 MT e 411 MT) excedem a resistência exigida pela SOLAS.
Componentes
- Floating hawser HMPE com dois floats tubulares e um thimble Orkot® na ponta de reboque (shackle liga sintético a wire).
- Retrieving line com um pequeno sea anchor, dois marker buoys e um strobe: o sea anchor puxa o hawser esticado na superfície a barlavento do navio à deriva, criando distância da proa antes da conexão.
- Bridle com pernas BE/BB, unido ao hawser por um bushing metálico que se autoposiciona no seio → as duas pernas partilham a carga igualmente mesmo se rigged assimetricamente; testado a mais de 400 toneladas (Fig. 7.53).
O bridle passa pelo centreline chock e prende a vários deck fittings → espalha a carga, e bitts individuais têm menos chance de sobrecarregar. Deployable em blackout, sem deck power, por 2 a 4 tripulantes.