🧭 MMPH · Cap.2 — Acompanhamento Automático de Embarcações

Mapa Mental PH (aula enxutíssima) · Bento, Navegação Integrada · III.05-NV · Área III do edital · só o que cai, em esquemas · ✎ marque lacunas e oclusões para revisão ativa
☀️
AbalroamentoNo Brasil = choque mecânico entre embarcações ou seus pertences e acessórios.

Por que surgiu

  • Aumento de volume/densidade de tráfego + maior calado e velocidade → preciso evitar abalroamento.
  • Dois caminhos tecnológicos de acompanhamento automático:
FerramentaBaseComo troca dados
Radar/ARPAprocessa o eco radar dos alvos—
AISposição GNSStroca de dados por VHF ou satélite
As duas não competem — são complementares e usadas em conjunto; ambas reduzem o número de abalroamentos.
ARPAAuxílio de Plotagem Automática Radar = radar de navegação comum + um ou mais microprocessadores. Processa marcações e distâncias de vários alvos + rumo/velocidade do próprio navio.
RadarMede o tempo que o pulso de RF leva da fonte ao alvo e volta como eco → dá a distância.

Bandas de operação

FatorBanda XBanda S
Frequência8 a 12 GHz2 a 4 GHz
Contorno de alvos/terramais definidosmenos definidos
Alcance (mesma potência)menormaior
Meteoros prejudicammaismenos
Frequência menor → maior alcance e penetração: banda S p/ costa/oceano/chuva forte (mas exige antena maior); banda X p/ alvos pequenos e feições de terra. Recomenda-se dois radares, um de cada banda.
VantagemSistema de navegação por si só — determina posição sem depender de dispositivos em terra ou no espaço.

Discriminação, alcance e eco

  • Transmissor dos pulsos = válvula Magnetron.
  • Comprimento do pulso → discriminação em distância; largura do feixe → discriminação em marcação.
  • Refração encurva as ondas p/ baixo → horizonte radar ~10% maior que o geográfico.
Fig. 2-1
Fig. 2-1 — Bandas de radares de navegação (S e X)
Fig. 2-2
Fig. 2-2 — Feixe, Pulso e Eco Radar (discriminação em distância e marcação)
FenômenoOndeEfeito no alcance
Super-refraçãotrópicos (ar quente/seco sobre frio/úmido)estende o máximo
Sub-refraçãopolares (ar frio/úmido sobre quente/seco)reduz máximo e mínimo
Fig. 2-3
Fig. 2-3 — Fatores que influenciam o alcance do radar (super e sub-refração)

Duto de superfície (Pacífico, super-refração extrema) detecta alvos a até ~1.400 milhas náuticas com radar de baixa potência.

Fig. 2-4
Fig. 2-4 — Diminuição e aumento da visibilidade radar (stealth, refletor, RACON, RTE)
6 fatores do ecoaltitude · tamanho · aspecto (maior pelo través, menor pela proa/popa) · forma · textura · composição.

Reforço do eco e tela

Refletor radar: superfícies ortogonaisRACON: devolve sinal Morse na telaRTE: recebe, amplifica e devolveRAMARK: só a marcação
  • Tela = VRC ou LCD; apresentação = PPI (Indicador de Posição no Plano); giro do feixe = varredura.
  • Sombra radar = pontos onde não há detecção por feições/obstáculos (o AIS contorna em parte).
Fig. 2-5
Fig. 2-5 — Superposição de uma imagem radar em uma RNC (PPI)
Em águas restritas, não usar marcações radar — imprecisão da marcação eletrônica e tangentes não fiéis à carta.
EstabilizaçãoRadar integrado à giro → imagem estabilizada (eco fica na mesma marcação verdadeira na guinada). Sem giro → proa fixa no alto (marcação relativa) e imagem borra nas guinadas.
ATT (IMO)Rastreamento Automático de Alvos engloba ARPA, ATA (menos funções) e EPA (pequenas embarcações). Hoje ARPA = sigla consagrada de qualquer ATT.

Fases da plotagem › Detecção › Aquisição › Acompanhamento

Acompanha vários alvos ao mesmo tempo — até vinte em muitos casos; por padrão prioriza os vinte mais próximos.
Radar/ARPA reduz a carga e ajuda a evitar abalroamento, mas não substitui o Oficial de Quarto nem a vigilância; exige ajuste, interpretação e treino.

Tela e estados

  • Tela ARPA: diâmetro padronizado de 34 cm; avaria no recurso ainda permite operar como radar comum. Exemplos do livro: simulador SPERRY touchscreen.
  • 3 toques: INTERRUPTOR (habilita função) · AJUSTE (desliza p/ alterar valor) · POSIÇÃO (arrasta até um ponto; aquisição, EBL, centro).
EstadoO que faz
OFFdesligado
STANDBYpreparatório/espera, sem transmitir; mantém temperatura; estado seguro perto da antena
TRANSMIT / TX / ONtransmissão e giro da antena
Fig. 2-8
Fig. 2-8 — Controle de brilho do radar/ARPA (INTENSITY)

Magnetron precisa aquecer: de OFF p/ STANDBY leva de 90 segundos a 3 minutos.

Fig. 2-10
Fig. 2-10 — Atenuador de reverberação SEA (anti-clutter SEA / STC)

Ajustes da imagem

  • Brilho (INTENSITY): regula o brilho do vídeo, anéis, painel e fundo — como o de uma TV.
  • Ganho (GAIN): amplifica os ecos. Ganho baixo perde alvos pequenos; alto gera ruído rádio (pontos espúrios). Ótimo = espúrios somem e contorno fica claro. AUTO TUNE = sintonia automática.
Fig. 2-11
Fig. 2-11 — Atenuador de reverberação RAIN (anti-clutter RAIN / FTC)

Atenuadores de reverberação (anti-clutter)

Anti-clutterCombateDetalhe
SEA (STC)retorno do mar (borrão central)efetivo de 4 a 5 MN, quase ineficaz além de 8 MN; nunca fixo — sempre deixar reverberação remanescente
RAIN (FTC)chuva, neve, granizoencurta ecos em toda a imagem; em águas restritas melhora discriminação e alcance mínimo
Fig. 2-12
Fig. 2-12 — Alteração da Escala de Distância (RANGE SCALE e RANGE RINGS)

Mar revolto em torno do navio → SEA. Chuva/neve/granizo sobre a embarcação → RAIN.

Fig. 2-13
Fig. 2-13 — Medidas de marcação e distância (EBL e VRM)

Escala de distância

  • RANGE SCALE = raio da área visível; RANGE RINGS = anéis iguais (livro usa seis). Notação 12:2 = máx. 12 MN, anéis de 2 MN; 3:0.5 = 3 MN, anéis de 0,5 MN.
  • Escalas fixas típicas (MN): 0.25 · 0.5 · 0.75 · 1.5 · 3 · 6 · 12 · 24 · 48 · 96.
Fig. 2-14
Fig. 2-14 — Descentralização da EBL (EBL OFFSET)
Não confundir escala (distância) do radar com escala (área) da carta. Em águas restritas: carta de maior escala + escala mais curta no radar.

Marcações e distâncias — EBL / VRM

  • EBL = linha radial tracejada que gira → dá a marcação; VRM = cursor/círculo que dá a distância. Rumo/marcação também no círculo azimutal.
  • EBL OFFSET descentraliza a EBL → mede marcação/distância entre alvos ou alvo-terra; EBL HOME volta ao centro.
Fig. 2-15
Fig. 2-15 — Descentralização da imagem radar (OFFCENTER)
Fig. 2-16
Fig. 2-16 — Função HDG MARK (apagar apresentação sintética)

Alterações na imagem

  • OFFCENTER: descentraliza a imagem sem mudar a escala; limite de 60%. CENTER volta ao centro.
  • HDG MARK: apaga momentaneamente a apresentação sintética que encobre um contato.
  • POWER PULSE: alterna pulso curto/longo. Pulso curto até 12:2; entre 24:4 e a máxima só pulso longo. Longo destaca terra/contatos fracos; curto dá melhor discriminação em distância.
Fig. 2-17
Fig. 2-17 — Função POWER PULSE (pulso curto x pulso longo)
Três orientações no DISPLAY ORIENTATION: NORTH UP · COURSE UP · HEAD UP; a em uso fica iluminada.
OrientaçãoTopo do círculoMarcaçõesPalavra
NORTH UPNorte (000° verdadeiros)verdadeiras (como na carta)TRUE
COURSE UPrumo verdadeiro (course)verdadeirasTRUE
HEAD UPproa (head)relativas à proaRELATIVE
Fig. 2-18
Fig. 2-18 — Orientação NORTH UP
  • NORTH UP / COURSE UP: imagem estabilizada (fica imóvel na guinada, marca de proa se move). NEW COURSE (exclusivo do COURSE UP) leva o novo rumo ao topo.
  • HEAD UP: marca de proa fixa em 000° relativos e imagem rotaciona ao contrário.
Fig. 2-19
Fig. 2-19 — Orientação COURSE UP
Fig. 2-20
Fig. 2-20 — Função NEW COURSE
Fig. 2-22
Fig. 2-22 — Comparação NORTH UP e COURSE UP (Rumo Sul)
Fig. 2-23
Fig. 2-23 — Comparação NORTH UP e COURSE UP (Rumo Norte)
Perda da giro (fora de giro) → radar passa automaticamente para HEAD UP, círculo iluminado some e a imagem não estabilizada borra nas guinadas.
EscolhaNORTH UP preferida (imagem como a carta, sem atuar em botões após mudar rumo). COURSE UP útil em canais/embarcações pela proa (vê no topo o que está pela proa; evidencia mau governo do timoneiro). Com course próximo do norte, a diferença é irrelevante.
MovimentoQuem fica fixoAnalogia
RELATIVE MOTION (mais usado)a embarcação (no centro)câmera que filma o navio de cima
TRUE MOTIONas feições de terracâmeras fixas ao longo da derrota
Fig. 2-24
Fig. 2-24 — Movimentos relativo e verdadeiro (RELATIVE e TRUE MOTION)
Não confundir marcação TRUE/RELATIVE (Norte verdadeiro / proa) com movimento TRUE MOTION/RELATIVE MOTION (terreno / embarcação).
  • No RELATIVE MOTION: alvo em rumo de colisão mantém marcação constante e distância diminuindo = interceptação.
  • No TRUE MOTION: ao atingir 75% da tela, soa sinal e a imagem é substituída à vante (navio volta ao centro).
Fig. 2-25
Fig. 2-25 — Movimento Relativo (RELATIVE MOTION)
Fig. 2-26
Fig. 2-26 — Movimento Verdadeiro (TRUE MOTION)
Fig. 2-27
Fig. 2-27 — Menu TRUE (TIMER, ALARM, MANUAL RESET, SET/DRIFT)
RELATIVE MOTION funciona com ou sem estabilização; TRUE MOTION só com a giro.
Menu TRUETIMER (bip por minuto) · ALARM (aos 75%) · MANUAL RESET (recentra antes) · SET e DRIFT (corrente, p/ computar rumo no fundo — exige TRUE VECTOR).
  • Detecção varia por contato: águas restritas/costeira c/ pequenas embarcações → escala mais curta; madeira/fibra têm eco fraco (precisam refletor ou RTE). Oceânica → escalas mais longas (navios de aço dão bom eco, mais forte de través).
  • HEADING e SPEED do próprio navio no canto superior esquerdo; na TRIAL MANEUVER o mesmo local mostra as sugestões.
Fig. 2-28
Fig. 2-28 — Distâncias aproximadas de detecção de alvos

Aquisição de alvos

AutomáticaRadar detecta mais de duzentos contatos, mas o ARPA acompanha só de vinte a quarenta (perigo, proximidade, marcação, área). Símbolo circular com número. Movimento geral em < 1 minuto; rumo/velocidade em < 3 minutos.
Aquisição automática tende a pegar ecos espúrios (ruído, chuva, mar, concentração de pequenas embarcações) → alarme de Alvo Perdido. Não recomendada em tráfego intenso.
ManualAté dez alvos: arrasta o símbolo → quadrado + número; após ~quatro varreduras vira círculo com vetor (acompanhamento iniciado). Alvos estáticos úteis = NAVMARK (letra "N", sem vetor).

SYMBOL DISPLAY

  • VECTOR: TRUE VECTOR (rumo verdadeiro do alvo) ou RELATIVE VECTOR (direção relativa ao navio). Vetor relativo apontando ao centro c/ marcação constante = rumo de colisão.
  • HISTORY: pontos históricos na esteira — curvatura revela mudança de rumo; espaçamento, de velocidade. DOT INTERVAL, LENGTH, VRM TYPE, VRM/EBL.
Fig. 2-29
Fig. 2-29 — Informações de Rumo e Velocidade (HEADING e SPEED)
Fig. 2-30
Fig. 2-30 — Aquisição manual de alvos (dinâmicos e NAVMARK)
Fig. 2-31
Fig. 2-31 — Exibição de símbolos (SYMBOL DISPLAY: vetores, HISTORY)
DomínioEm TRACKING CONDITIONS = área de segurança onde nenhum alvo deve entrar; tendência de penetrar → o alvo é THREAT (ameaça).
Base = CPACPA = Ponto de Maior Aproximação (PMA). CPA LIMIT (distância; zero só alerta rumo de colisão) · TCPA LIMIT (tempo-limite) · CLUTTER (HIGH/LOW) · MODE (HARBOR em águas restritas, SEA em costeira/oceânica).
AlarmeDispara quandoSinal
LOST TARGETdois alvos passam muito próximos ou alvo desvaneceletra "L"; pisca acima da escala
THREATtende a penetrar CPA LIMIT c/ antecedência do TCPA LIMITlosango pisca; letra "T"; exibe RNG/BRG, CSE/SPD, CPA/TCPA
INTRUDERcontato penetra uma Guard Zone ativadalosango pisca; "INTRUDER" acima da escala
Fig. 2-32
Fig. 2-32 — Condições para aquisição de alvos (TRACKING CONDITIONS)

Ambos os alarmes atuam sobre qualquer alvo acompanhado, mesmo fora da escala selecionada.

Fig. 2-33
Fig. 2-33 — Limites de aproximação e Alarme de AMEAÇA (THREAT)
Fig. 2-34
Fig. 2-34 — Janela de designação de alvos (TARGET DESIGNATION)
Variação das marcações verdadeiras diz de que lado o alvo cruza: p/ a direita cruza a popa; p/ a esquerda, a proa.
TCPA LIMIT ≈ zero → só as maiores ameaças; muito grande → alarmes desnecessários. RIPEAM-72 = tradução das COLREGs 1972 (disponível no sítio da DPC).

Guard Zones e áreas de rejeição

  • Até duas GUARD ZONES (setores por distâncias mín./máx. + duas marcações verdadeiras, horário). AUTO ACQUIRE ON adquire sem alarme; OFF só dispara INTRUDER p/ aquisição manual.
  • ANCHOR WATCH: a Guard Zone monitora fundeio — se o navio garrar, um ponto de terra entra no setor e dispara o alarme.
  • Áreas de rejeição: região fora da qual a aquisição automática não atua (evita pegar pequenas embarcações e ecos de terra).
Fig. 2-35
Fig. 2-35 — Zonas de Proteção (GUARD ZONES) e Alarme de INTRUSO
Fig. 2-36
Fig. 2-36 — Linha Paralela Indexada e Área de Rejeição
Fig. 2-37
Fig. 2-37 — Simulação de manobra (TRIAL MANEUVER)

TRIAL MANEUVER

SimulaçãoCom TRIAL ON, altera rumo/velocidade simulados (HEADING/SPEED) e observa os vetores relativos p/ passar fora do CPA/TCPA LIMIT. Letra "T" no círculo azimutal; para adotar → TRIAL OFF.
Deve seguir o RIPEAM e não dispensa a chamada em VHF (Canal 16) p/ combinar a manobra. Pequenas alterações em sequência > manobra única.
AISAutomatic Identification System — rastreamento automático por troca eletrônica de dados; identifica e localiza embarcações. Nem todas as embarcações são obrigadas a usá-lo.

Obrigatoriedade (Classe A — SOLAS)

  • Navios de passageiros de qualquer porte e viagem.
  • Carga ≥ 300 GT em viagens internacionais.
  • Carga ≥ 500 GT em viagens não internacionais.

Classe B não atende integralmente aos requisitos da IMO — p/ navios não SOLAS.

Fig. 2-38
Fig. 2-38 — Monitor AIS genérico

Funcionamento

  • Frequências dedicadas de VHF (canais 87 e 88), transmissão contínua sem intervenção humana; troca de slot automática ao colidir com outra estação.
  • Sincronia e posição por GNSS. Detecta em torno de curvas e atrás de ilhas baixas; alcance típico no mar de 20 a 30 MN (conforme altura da antena).
Fig. 2-39
Fig. 2-39 — Esquemas de uma Rede AIS

Dados transmitidos (4 seções)

SeçãoOrigemExemplos
Estáticosinstalação; raramente mudamnome, MMSI, IMO, tipo, comprimento/boca
Dinâmicosequipamentos integrados (Situação = manual)posição, hora, rumo/velocidade no fundo
Viageminseridos manualmentecalado, carga, ETA/ETD, derrota
Segurançatexto do usuárioaté 158 caracteres

Situação (manual) deve ser coerente com luzes/marcas (RIPEAM). Estáticos verificados 1× por viagem ou por mês (o que for menor).

Fig. 2-41
Fig. 2-41 — Símbolo AIS em escala real

Intervalos de transmissão

Estáticos e de viagem: a cada seis minutos. Dinâmicos variam com velocidade e guinada:
Velocidade (nós)Rumo constanteAlterando rumo
03 min—
1 a 1410 s3⅓ s
15 a 236 s2 s
24+2 s2 s
Fig. 2-42
Fig. 2-42 — Telas do Radar/ARPA e do Monitor AIS (Porto de Santos)

Projetado p/ ~450 transponders por área; Classe B transmite com menor taxa. Pode ser desligado por falha ou decisão do comandante (ex.: pirataria).

Uso conjunto AIS + Radar/ARPA

Vantagens AISProcessa até 450 navios (radar ~20); contorna terra; alcance maior que o radar; contínuo; troca texto; precisão 10 a 30 m; imune a ecos falsos e swap; fornece rumo/velocidade na hora; mostra a derrota planejada.
Limitações: depende totalmente do GNSS; só identifica alvos com AIS instalado e transmitindo; pode ser desligado; não tem áreas de rejeição. Por isso, complementares — usados em conjunto.

Navegação fluvial — Lei do Rio

O navio que desce o rio (com a correnteza, menor manobra) tem sempre a preferência; o que sobe navega junto à margem. Regras: NORMAM-202/DPC; RIPEAM Regra 9 (canal estreito, junto ao limite de boreste) e Regra 34 (apito longo antes de curva).

Radar é importante no rio; o ARPA pode ser ineficiente pelas pequenas distâncias e muitas guinadas. AIS é quase imune à baixa visibilidade.

Fig. 2-44
Fig. 2-44 — Lei do Rio (navegação fluvial)

AIS na sinalização náutica (AtoN) — 4 modos

ModoSinal físico?Característica
Realsim, com estação AIS no sinalalerta se sair de posição/falhar
Sintético Monitoradosimtransmite por outro enlace; mensagem parece vir do sinal
Sintético Previstosim, sem dispositivo de posiçãoindica a posição prevista (não avisa se a boia saiu)
Virtualnão existe fisicamentesó símbolo na tela; áreas severas / balizamento temporário
Fig. 2-45
Fig. 2-45 — Emprego do Radar e do AIS na Navegação Fluvial
Fig. 2-46
Fig. 2-46 — Modos de um AtoN AIS (Real, Sintético, Virtual)

Outras aplicações

reconstituição de acidentescorreção DGNSSAvisos aos NavegantesAIS SART (busca e salvamento)gerência de frotasW-AIS (navios de guerra)
S-AISAIS por satélite — rompe o alcance do VHF sem trocar equipamentos de bordo; só recepção, cobertura global, mas detecção mais baixa perto da costa e atualização periódica.
O AIS não é sistema anti-colisão: complementa mas não dispensa vigilância visual, radar e VHF. Se desligado por risco → registrar no diário de bordo e reverter ao cessar.

VDES (AIS 2.0)

Em altíssima densidade de tráfego o AIS degrada. VDES (VHF Data Exchange System) = mais robusto, permite 32 vezes mais que o AIS; troca derrotas planejadas (não só posições), serve satélites LEO e envia posições criptografadas (reduz falsificação).