Rebocadores são necessários em quatro situações.
- reboque
- atracação ou desatracação
- auxílio no governo ou giro do navio
- acompanhamento (escort)
As três formas de uso
cabo de reboque passado da proa ou da popa do navio › no costado do navio › combinação dos dois métodos
O que decide a configuraçãoincontáveis detalhes: potência do rebocador, tipo e posição do propulsor, experiência anterior com o rebocador ou com o mestre, e até preferência pessoal.
Núcleo do item II.4 do edital: a distinção entre ação direta, ação indireta, ação indireta forçada e arrasto transverso — muda o que gera a força no cabo, como o rebocador se posiciona em relação à popa do navio e em que faixa de seguimento cada modalidade rende mais.
Onde sai o caboda proa ou da popa do navio, pela buzina do centro ou por outra buzina próxima ao centro diametral do navio.
Outros nomes"Cabo Longo" ou "Método Europeu".
Primeira grande vantagem: as forças do rebocador atuam nas extremidades do navio — com o maior braço de alavanca possível —, seja para atenuar, seja para criar uma tendência transversal da proa ou da popa.
| Fator | Regra | Efeito na manobra |
|---|---|---|
| Posição do ponto de aplicação | quanto mais próximo da extremidade (proa ou popa), maior o braço de alavanca | mais força útil para governar ou quebrar o seguimento |
| Ângulo do cabo com o eixo diametral | maior tração transversal a 90 graus com o eixo diametral do navio; cai rapidamente conforme o ângulo diminui | quanto maior a resultante perpendicular ao eixo do navio, maior a efetividade da força do rebocador |
| Ângulo do casco em relação à corrente | quanto mais afilado à corrente o rebocador, menos resistência o casco sofre | ver o par de regras abaixo — o sinal inverte conforme o rebocador esteja na popa ou na proa |
O par que a banca inverte: com cabo na popa, maior força da corrente no casco trabalha a favor da manobra, aumentando a tração efetiva — é o princípio da ação indireta; com cabo na proa, é desejável o menor ângulo possível com a corrente, para não gastar força num sentido diferente do pretendido. Figs. 2-1 a 2-4.
Forma tradicional quando se quer rebocar navio sem propulsão. Posição mais eficiente para dar seguimento a vante, porém de efeito limitado em águas restritas e com navio sem governo.
Navio com seguimento a vante › centro de giro deslocado em direção à proa › redução drástica do braço de alavanca › limita o resultado ao governar pelo rebocador da proa
Cabo de espringue. Enquanto houver seguimento a vante, o rebocador convencional atuando na proa não pode atuar exatamente no través — risco de se atrasar em relação ao navio e o cabo de reboque ficar de espringue.
Vedação do método: rebocador com cabo passado na proa do navio não é capaz de atuar quando se quer quebrar o seguimento a vante do navio.
Quem faz o quê nessa posição
| Tipo | Atuação na proa do navio |
|---|---|
| Convencional | atua de um bordo ou do outro: leva a proa do navio para o cais e, após mudar de bordo, quebra essa tendência de forma razoavelmente rápida, com o navio com seguimento a vante ou parado. Aqui a passagem de um bordo para o outro não requer maiores cuidados — ao contrário do que ocorre com convencional com cabo na popa |
| Trator | criado basicamente para esta posição: com os propulsores a vante, aproxima-se da proa com muita segurança e, pela diferença entre a localização das forças de propulsão e de tração, mantém excelente capacidade de governo mesmo nas situações mais adversas |
| Trator reverso | também pode atuar, porém sempre navegando de popa ao acompanhar o navio e recebendo ou passando o cabo da sua própria proa — qualidades próximas às dos tratores |
| ASD | opta: cabo no gato da popa → comporta-se como convencional; ou cabo do guincho ou cabeço na proa → atua como trator reverso |
Apesar da maior segurança, a performance dos tratores (azimutais ou cicloidais) com cabo na proa é inferior à dos convencionais quando o navio tem velocidade acentuada para vante e se pretende criar uma tendência para um dos bordos (fig. 2.6).
| Propulsão a ré (ASD ou convencional) | Trator | |
|---|---|---|
| Como se comporta ao puxar | gira sobre o ponto de aplicação da força (gato ou cabeço) e aproxima seu rumo ao rumo do navio enquanto puxa | puxa alinhado com o cabo de reboque |
| Resistência da água | reduz a resistência no seu costado | oferece grande resistência lateral, acentuada pelo skeg ou pelas pás verticais, se cicloidal |
| Consequência no ângulo do cabo | aumenta o ângulo do cabo em relação ao eixo diametral do navio | é obrigado a orientar os propulsores para vencer essa resistência → subtrai parte da tração no sentido desejado → o ângulo do cabo fica menor |
| Tração efetiva | mais eficiente | menos eficiente |
A diferença de tração efetiva entre os dois tipos diminui conforme cai a velocidade longitudinal do navio, anulando-se com velocidades inferiores a dois nós. Figs. 2-5 e 2-6.
Melhor ponto de aplicação da força quando se quer manobrar navio com problemas de governo. Utilização clássica dos azimutais ou cicloidais com propulsão a ré.
Navio com seguimento a vante › centro de giro desloca-se para a proa › aumento do braço de alavanca na direção da popa › o rebocador com cabo na popa muda a direção do navio com maior facilidade — comprovado em experiências práticas para determinar o melhor método de acompanhamento (escort tug)
Convencional na popa — configuração de dois cabos
- Usada no Canal do Panamá e em outros portos, como Miami: o convencional segue afastado da popa e recebe em sua proa dois cabos que saem das buzinas mais próximas das alhetas de bombordo e boreste do navio.
- Para atuar, o rebocador entra para o lado contrário ao que se quer guinar o navio: para guinar o navio a bombordo, o rebocador da popa dá máquina com o leme a boreste e, nesse momento, porta pelo cabo que sai da buzina de bombordo, guinando o navio para esse lado.
- Manobra semelhante à ação indireta forçada dos azimutais. Muito raramente utilizada no Brasil — a preferência é por dois rebocadores de cabo passado na popa, um por cada bordo do navio.
Trocar de bordo com cabo no gato, na popa — principal dificuldade do convencional nessa posição. Ele precisa fazer um giro para passar de um bordo a outro, ficando por algum tempo com rumo diametralmente oposto ao do navio (fig. 2.10). Se portar pelo cabo nesse momento crítico — navio com muito seguimento a vante ou corrente muito forte — há grande chance de o cabo partir ou de o rebocador emborcar. Daí a recomendação, quando necessário, de dois rebocadores na popa para governar navios com restrição de governo, cada um atuando por um bordo. Figs. 2-7 a 2-11.
Não convencional na popacicloidal ou azimutal com cabo da popa do navio tem excelente atuação: por construção, passa de um bordo para o outro, governa (pelo braço de alavanca) e quebra o seguimento com eficiência, rapidez e grande segurança. O trator nessa posição — não é a sua melhor utilização — irá navegar de popa e atuar de forma muito semelhante aos tratores reversos.
Em algumas dessas formas de trabalho na popa, o rebocador não convencional aplica força superior ao seu próprio bollard pull.
| Modalidade | O que gera a força | Como o rebocador se posiciona | Quando é mais eficiente |
|---|---|---|---|
| Ação direta | tração pura da máquina do rebocador | prolonga o cabo, levando a extremidade livre na direção em que se quer a força | navio parado ou em baixa velocidade |
| Ação indireta | pressão da água no casco do rebocador, como um esqui aquático | extremidade de trabalho na direção da força; cabo a cerca de 45° da linha de centro; casco a até 30° da água | quanto maior o seguimento do navio, mais eficiente |
| Ação indireta forçada | combinação da resistência da água no casco com a força da máquina | abre ângulo como na indireta e força sobre o cabo, podendo chegar a 90° com a linha diametral | velocidades moderadas, entre 3 e 7 nós |
| Arrasto transverso | parede de água formada pelos propulsores direcionados transversalmente para fora | propulsores para fora até o navio cair abaixo de 4 nós, quando voltam progressivamente para vante | emergência, para quebrar o seguimento com o navio ainda em alta velocidade |
Vocabulário-chaveextremidade de trabalho = onde se localiza o ponto de aplicação da força de tração (proa ou popa), conforme as características do rebocador. A outra é a extremidade livre.
A forma mais "natural" e a mais utilizada: o rebocador simplesmente puxa, prolongando o cabo e levando sua extremidade livre na direção em que se quer a aplicação da força.
- Serve para governar, para quebrar o seguimento e para criar ou reduzir uma tendência do navio para um dos bordos.
- Ao aumentar a velocidade do navio, o rebocador levará mais tempo para se posicionar e atuar em cada um dos bordos quando se quer governar.
- Normalmente o método mais utilizado com navios parados ou em baixa velocidade. Figs. 2-12 e 2-13.
Inversão que a banca cobra: ao contrário da direta, na indireta é a extremidade de trabalho do rebocador que é colocada na direção em que se quer a força atuando (na direta é a extremidade livre).
Como um esqui aquático › o rebocador vai para o bordo desejado › cabo fazendo aproximadamente 45° com a linha de centro do navio › casco do rebocador com pequeno ângulo em relação à água, no máximo 30°
Nessa configuração, a força gerada pela pressão da água no casco é proporcional à velocidade do navio, chegando a ser maior que duas vezes o bollard pull do rebocador quando a velocidade se aproxima de 10 nós (testes).
Regra do cruzamentoindireta = mais eficiente quanto maior o seguimento do navio; inversamente, com navio parado ou com pouco seguimento, a ação direta é mais eficiente. O gráfico da Voith mostra que, em velocidades maiores, a força na indireta passa a ser mais efetiva que na direta. Figs. 2-14 e 2-16.
Variação da ação indireta para velocidades mais moderadas. Combina a força obtida pela resistência da água no casco do rebocador com a força gerada por sua máquina.
Abre um ângulo em relação à popa, como faria na indireta › dá máquina forçando sobre o cabo › com a extremidade de trabalho direcionada para onde se deseja a força atuando
Ângulo máximodependendo da velocidade do navio, o rebocador pode abrir até o cabo fazer 90° com a linha diametral do navio — assim, toda a força gerada atua para governar o navio.
Testes: entre 3 e 7 nós, as forças no cabo foram ainda maiores que na ação indireta — superiores a 2,5 vezes o bollard pull do rebocador.
Manobra muito pouco intuitiva e pouco conhecida, para quebrar o seguimento a vante com rebocador azimutal e cabo passado na popa do navio.
| Manobra tradicional | Arrasto transverso | |
|---|---|---|
| Direção dos propulsores | para vante, com toda a força | transversalmente para fora |
| Transição | — | quando a velocidade cai para menos de 4 nós, os propulsores vão sendo direcionados progressivamente para vante até a configuração tradicional |
Mecanismo (acredita-se)a parede de água criada em cada lado do rebocador diminui a velocidade do navio.
Sobrecarga na reversão de emergência. Tentar reverter a máquina do rebocador para uma parada de emergência (crash-stop) em navios com velocidades acima de 8 nós certamente sobrecarrega os motores — é exatamente essa sobrecarga que o arrasto transverso evita. Fig. 2-18.
| Modalidade | Faixa de velocidade do navio | Força no cabo observada |
|---|---|---|
| Ação indireta | aproximando-se de 10 nós | maior que 2× o bollard pull |
| Ação indireta forçada | entre 3 e 7 nós | superior a 2,5× o bollard pull |
| Arrasto transverso — valor teórico dos fabricantes | alta velocidade, uso de emergência | maior que 2× o bollard pull |
| Arrasto transverso — experiências reais nos EUA | — | 1,5× o bollard pull |
Outros nomes"método americano", "puxa-empurra", "push-pull", "cabo curto" e "no poço".
É o método em que os rebocadores mudam, em menor tempo, a atuação de "puxa" para "empurra" — basta inverter as máquinas, sem mudar de posição em relação ao navio. Excelente para levar o navio lateralmente.
Custo do método: ao livrar o delgado do navio, os rebocadores têm de se afastar da proa/popa → diminui o braço de alavanca e a eficácia da força. Essa perda pode ser compensada pela rapidez na atuação.
Efeito coanda. A corrente de descarga do rebocador, despejada contra o costado do navio a curta distância, perde efetividade e pode produzir uma força em sentido diferente do desejado quando o rebocador puxa. A tração efetiva pode ser reduzida substancialmente.
A dificuldade do convencional no costado
Região de corrente acentuada › o convencional tem dificuldade em manter posição transversal ao navio com seguimento ou corrente › consegue manter com máquina e leme ao empurrar (gastando parte da força nisso) › ao parar a máquina — ou, pior, ao reverter para puxar — tende a afilar ao navio › fica incapacitado de gerar força lateral para guinar, afastar ou aproximar o navio do cais
Agrava-se ao puxar, porque a força do convencional com máquina para ré já é reduzida em comparação com a produzida para vante. Nada impede, porém, que esse mesmo rebocador aplique a qualquer momento uma força longitudinal, dando seguimento a vante ou a ré.
Cabo auxiliar (portos americanos)
- Vem da popa do rebocador convencional e é passado no costado do navio para vante ou para ré da posição onde tem volta o cabo principal — que é passado da proa do rebocador —, conforme o sentido do movimento do navio.
- Permite ao rebocador permanecer perpendicular ao costado sem usar máquina e leme, o que é particularmente útil quando é necessário puxar.
- Sai normalmente de um guincho instalado especialmente para essa finalidade: encurta o cabo quando a ação perpendicular é necessária; folga quando o navio tem muito seguimento e o rebocador acompanha afilado com o costado. Fig. 2-20.
Azimutais/cicloidaissuperam as duas dificuldades: o posicionamento perpendicular ao costado e a pouca força a ré dos convencionais.
Com rebocadores no costado e navio com seguimento a vante, a eficácia depende do bordo de posicionamento deles: o giro é muito mais fácil se for na mesma direção do bordo onde os rebocadores estão.
| Giro para o mesmo bordo do posicionamento | Giro para o bordo oposto | |
|---|---|---|
| Rebocador de vante | puxa, somando sua tração ao próprio efeito da sua resistência à água — mesmo sem conseguir ficar perpendicular ao costado | a não ser que consiga ficar perpendicular — difícil em velocidade elevada —, parte da força empurrando vira mais velocidade para o navio, dificultando ainda mais a ação no sentido do giro |
| Rebocador de ré | aplica quase toda a sua força empurrando, mesmo sendo convencional, com melhor aproveitamento pelo braço de alavanca | deve atuar puxando perpendicularmente — com a soma do seguimento a vante do navio e do movimento transversal do giro, isso só é possível com azimutais ou cicloidais |
| Resistência à água dos dois | trabalha a favor | a posição de ambos oferece resistência que provoca tendência exatamente contrária à desejada |
Com o navio com seguimento a ré, valem os mesmos argumentos, mas as condições se invertem. Teoria comprovada pela experiência com o navio Baytown.
Recomendação do autor: para aproveitar o máximo do braço de alavanca — e da força dos rebocadores — o ideal é que estejam de cabo passado na proa e na popa do navio. A configuração push-pull deve ser usada quando há potência de reserva nos rebocadores, principalmente em manobras com giro. Fig. 2-19.
| Elemento | Dado |
|---|---|
| Navio | Baytown — 57.720 toneladas de dwt, calado de 33 pés |
| Rebocador | convencional de dois eixos Califórnia, de 7.200 HP |
| Condição do teste | máquina parada, navio a 5 nós, leme a meio; vento de 25 nós por bombordo |
| Objetivo, nos três casos | guinar o navio para boreste |
As três posições de amarração e o resultado
| Posição do rebocador | Guinada |
|---|---|
| No costado a vante, por bombordo | 3° por minuto inicialmente; o máximo que conseguia abrir em relação ao navio era 30° → parte da força gerava mais seguimento a vante. Após a velocidade subir para 5,6 nós, e mesmo continuando a empurrar com toda a força, o navio parou de guinar para boreste e começou a guinar para bombordo |
| No costado a ré, por boreste | 12° por minuto |
| Com cabo passado na popa | 24° por minuto |
Resultado do costado a vante: surpreendente, mas amplamente aceito pela comunidade marítima e comprovado por modelações matemáticas. O teste foi descrito em dois periódicos especializados e gerou debates quanto às explicações teóricas, especialmente no caso do rebocador atuando na proa.
| Posição do cabo no navio | Convencional | Trator | Trator reverso |
|---|---|---|---|
| Cabo passado na proa | Bom | Ótimo | Bom |
| Cabo passado na popa | Ruim | Bom | Ótimo |
| Costado sem corrente | Regular | Ótimo | Ótimo |
| Costado com corrente | Ruim | Ótimo | Ótimo |
Convenção da tabela: o ASD foi tratado como trator reverso quando trabalhando com cabo no guincho da proa, e como convencional na situação inversa. É um guia genérico da melhor utilização teórica — performance e segurança.
Leitura por tipo
- Convencionais: bem com cabo na proa, mas com riscos de interação e de atraso do rebocador em relação ao seguimento a vante; razoáveis no costado desde que o navio tenha pouco seguimento e/ou não haja corrente acentuada — lembrando que a força para puxar nunca corresponde à obtida empurrando e que o costado é menos eficiente que as extremidades, por redução do braço de alavanca.
- Azimutais/cicloidais: muito melhores que os convencionais no costado, excepcionais desde que haja potência de reserva para compensar a diminuição do braço de alavanca.
- Tratores reversos e ASDs: perfeitos para trabalhar com cabo passado na popa do navio.
- Tratores: muito mais seguros que os convencionais para atuar com cabo na proa, porém menos eficientes que eles quando o navio tem maior seguimento para vante.
- ASDs com cabo da proa do navio e volta no gato de ré: eficiência igual à dos convencionais — e correndo os mesmos riscos.
Preferências entre práticos
Europeus × americanospreferência conhecida por cabo passado e por costado, respectivamente.
| Quem trabalha habitualmente… | … aponta como pior deficiência do convencional |
|---|---|
| com o convencional no costado | falta de potência na máquina a ré |
| com o convencional de cabo passado | risco de estabilidade |
Não há resposta única sobre a maior deficiência do convencional — por isso o livro apresenta sempre a matéria contemplando os dois métodos, "americano" e "europeu", e o leitor pode encontrar pontos de discordância sem que uma das partes esteja errada.