TUP_9 Escort tugs.mp4
Escolta de Navios (Scort Tugs)
Escolta não é uma prática nova, sendo comum em portos, rios, canais e áreas com condições adversas (tempo, navegação difícil) ou para navios com restrições de manobra (pane de máquinas ou leme) e reboques grandes (plataformas de petróleo).
Inicialmente restrita a áreas portuárias, rios e canais, a obrigatoriedade legal da escolta iniciou-se nos EUA por volta de 1990, após acidentes com petroleiros. Estudos da US Coast Guard indicaram que 20% do óleo nos oceanos provinha de acidentes com petroleiros.
Objetivos da Escolta
Assegurar passagem segura nos canais.
Aplicar forças de direção (steering forces) e frenagem (breaking forces) para navios sem comando.
Limitar o impacto de colisões em caso de ocorrência.
Reduzir riscos de poluição por falhas técnicas ou humanas em petroleiros.
Em situações de falha, a escolta é crucial para governar o navio, mesmo que não seja necessário reduzir a velocidade, exigindo grande capacidade de manobra dos rebocadores.
Capacidades dos Rebocadores de Escolta
Controlar a posição do navio, mesmo em baixa velocidade.
Rebocar e empurrar.
Acompanhar navios com cabo passado ou em navegação livre.
Métodos de Escolta
Rebocadores Portuários Normais:
Usados em áreas portuárias.
Aplicáveis a curtas distâncias e baixas velocidades.
Rebocadores Específicos:
Usados em aproximações portuárias.
Aplicáveis a maiores distâncias e velocidades.
Escolta com Rebocadores Portuários Normais
Velocidades típicas: 5 a 6 nós (até 9 nós em longas distâncias).
Operação no costado (rudder tugs), cabo longo ou combinação.
A escolha depende das restrições do canal e condições ambientais.
Amarrar o rebocador leva tempo, impactando o tempo de resposta em emergências.
Operar amarrado ou não afeta a quantidade de rebocadores usados, pois o bordo da amarração pode não ser ideal para contrapor a guinada.
Rebocadores com cabo na proa são mais flexíveis para aplicar forças em ambos os bordos, assim como os rebocadores de propulsão omnidirecional na popa.
A decisão de operar amarrado ou não considera restrições do canal, dimensões/calado do navio, tipo de rebocadores, corrente e vento.
Rebocadores Operando no Costado
Em caso de falha e guinada para bombordo, as posições 2 e 3 são mais eficazes, sendo a posição 3 (ruder tug) similar ao rebocador com cabo passado.
Com ondas, ambos perdem efetividade, mas o ruder tug consegue aplicar forças em ambos os bordos.
Se a guinada for para boreste, as posições 1 e 2 não são eficazes.
Para quebrar a guinada com rebocador amarrado no costado, são necessários rebocadores nos dois bordos ou ruder tug de potência adequada.
O rebocador com bollard line pode aplicar forças de frenagem e direção, gerando momento de guinada (necessidade de 2 rebocadores).
O ruder tug pode aplicar breaking forces sem gerar grandes momentos de guinada.
A velocidades acima de 3 nós, rebocadores convencionais perdem efetividade em Steering forces, mas as pushing forces aumentam, o que pode aumentar a velocidade do navio.
Rebocadores de propulsão omnidirecional são mais eficazes para aplicar forças sem aumentar a velocidade, mesmo em altas velocidades.
Em evento forte para boreste, rebocadores nas posições 2 e 3 podem empurrar o navio para a costa, enquanto o da posição 1 empurra para o lado oposto.
Rebocadores com Cabo Longo na Proa
Em caso de falha e guinada para bombordo, considerar se o rebocador deve estar "tethered" ou "untethered".
Com cabo passado na proa, a velocidade não pode ser maior que 6 nós.
O rebocador na proa aumenta a velocidade ao aplicar Steering forces.
Sua eficácia é menor do que na popa devido ao menor braço de alavanca.
Puxa o navio para direção segura, mas não consegue aplicar breaking forces.
Rebocadores com Cabo Longo na Popa
Rebocadores de propulsão carrossel aplicam forças de parada e manobra para ambos os bordos.
Arranjo 1: Rebocador convencional à frente e omnidirecional à ré (velocidade de escolta: 4 a 5 nós).
Arranjo 2: Dois convencionais (um à frente e outro à ré) (velocidade de escolta deve ser mais baixa, 3 a 4 nós), para aplicar Steering e Breaking forces para ambos os bordos.
Escolta por Rebocadores de Propósito Específico (Purpose-Built Tugs)
Operam tethered (ativo) ou untethered (passivo), na popa do navio assistido.
Escolta por um rebocador (mais comum) ou dois (dual scorting).
Em dual scorting, rebocadores menores podem operar com navios pesados (método indireto).
Dual Scorting
Velocidades de escolta relativamente baixas (aproximadamente 6 nós), até 8 nós dependendo do desenho, tripulação e condições de mar.
Ao ordenar assistência para levar a popa para bombordo, o rebocador de bombordo torna-se o condutor (Leadtug).
O rebocador de boreste o segue a uma distância segura e se posiciona a 2 metros à ré do rebocador de bombordo.
A distância entre as buzinas normalmente é de 20 a 30 metros e se mantém entre os rebocadores se os cabos forem do mesmo tamanho.
Ambos os rebocadores mantêm seus propulsores paralelos e, em caso de ruptura do cabo, o rebocador se afasta rapidamente do navio.
Pode não ser possível aplicar arrasto transverso com navios de popa estreita.
O melhor método é colocar os dois rebocadores operando no "four-point abreast", um para a proa e outro para a popa.
Tipos de Rebocadores (Tugs)
Scort Tug: Rebocadores especificamente desenhados para escoltar navios por longas distâncias em altas velocidades.
Scort Team Tug: Rebocadores portuários normais.
Scort Tugs são de propulsão omnidirecional (tratores, tratores reversos e ASDs). A maioria dos tratores de scort tem propulsão cicloidal. Quando amarrados na popa, aplicam grandes forças em altas velocidades (método indireto).
A figura 9.8 mostra os métodos direto e indireto e a terminologia da AcquaMaster.
Direct Arrest Mode:
Reverse Arrest (método direto clássico).
Transverse Arrest (propulsores azimutais descarregam perpendicularmente ao fluxo).
O reverse arrest gera boas breaking forces até 7 nós, e o transverse é adequado para altas velocidades (8 a 12 nós).
No Steering, tem-se o Combination Arrest e o Indirect Arrest Mode. O combination é o método direto, enquanto o indirect é o método indireto clássico.
Combination arrest é usado para velocidades mais baixas, e o Director é adequado para velocidades mais altas.
É dividido em Harbor Systems e Squarting Assistance.
Dentro do Dynamic Windows, o é recomendado para iniciar o giro, e o Combination Arrest é recomendado para se opor ao giro em velocidades baixas e altas.
Power Indirect Maneuver
Utilizada entre 3 e 7 nós.
O cabo de reboque fica a 90 graus.
O rebocador coloca máxima potência com ângulo de até 70 graus no escoamento.
Entre 5 e 7 nós, a line pull é de 75 a 125% do bollard pull (podendo chegar a 250% segundo o CONAPRO).
Esse método é mais rápido do que se o rebocador fosse se posicionar para operar no método direto nessa faixa de velocidade.
O rebocador está no método indireto e rapidamente se posiciona no power indirect maneuver para puxar mais. Demoraria mais tempo para sair do método indireto e puxar a popa para boreste no método direto.
Desempenho no Método Indireto
Embora a assistência durante a escolta também seja feita a baixas velocidades, o método indireto é mais discutido, pois as velocidades de escolta podem ser de 10 nós ou até mesmo 12.
Com relação ao desempenho do rebocador, o ponto de aplicação e a magnitude das forças transversais são muito importantes.
As forças transversais geram Steering forces. Para gerar as maiores forças de manobra, o ângulo alfa é determinante, como o ângulo de leme do navio.
O ângulo do cabo de reboque com o rebocador se mantém aproximadamente a 90 graus.
O ângulo alfa, que gera as maiores forças de manobra, varia segundo o tipo de rebocador e pode ser comparado ao máximo ângulo de leme normal (30 a 35 graus).
ASD versus Voight Schneider
A figura 9.14 compara ASD com trator cicloidal no modo indireto. As posições vertical e horizontal do ponto de reboque e do centro de pressão são muito importantes para a performance do rebocador.
Quanto maior a força de alavanca do braço x em relação ao braço y:
Melhor a performance do rebocador.
Menor a força propulsiva transversal necessária para compensar a força hidrodinâmica no centro de pressão.
Maior a força no cabo de reboque.
Quanto maior o braço de alavanca alfa, maior o momento de adernamento. A força do propulsor com o braço bravo irá contrariar esse momento de adernamento.
Na figura 9.14, a relação x/y é aproximadamente a mesma para ambos os rebocadores, mas a posição do centro de pressão se move na direção do ponto de reboque quando o ângulo de deriva diminui.
Como os rebocadores de escolta devem ser desenhados de forma que qualquer tração transversal necessária para compensar as forças hidrodinâmicas no centro de pressão seja pequena, a altura do ponto de reboque sobre o centro de pressão adquire uma importância ainda maior com relação aos momentos de adernamento.
Na figura 9.14, o ASD inclina mais que o Voic Schneider por uma mesma força no cabo, porque seu centro de pressão fica mais longe do ponto de reboque, e sua propulsão fica mais perto do ponto de reboque.
Nos rebocadores Voic Schneider, as posições do centro de pressão e do ponto de reboque são determinadas pela posição do Voith.
ASDs e tratores reversos podem alcançar bom desempenho se o ponto de reboque for colocado mais à ré, e não tão alto como na figura 9.14 (diminuir y e alfa nos ASDs).
Os ASDs podem alcançar bom desempenho se a forma do casco for tal que o centro de pressão fique o mais à frente possível.
De forma geral, os tratores exercem maiores Steering forces no método indireto, enquanto os ASDs exercem maiores breaking forces, embora isso possa variar com a velocidade.
A capacidade de exercer [forças] é particularmente importante, mas se a assistência de manobras será suficiente dependerá de vários fatores.
Condições ambientais podem influenciar, e ao diminuir a velocidade por causa de uma falha, o navio pode derivar em direção ao perigo, a despeito da assistência de manobra.
Em áreas restritas, a melhor opção é aplicar Breaking forces. A forma mais eficiente de separar e reduzir o head reach é iniciar uma curva, mas isso pode ser perigoso no início, porque a velocidade do rebocador aumenta bastante.
A decisão de aplicar breaking forces ou Steering forces depende das circunstâncias.
As Steering forces entregues pelos rebocadores devem equivaler à força do leme do navio com as máquinas ainda trabalhando.
Os valores das forças de parada dependem do tipo de escolta. Rebocador assistindo em escolta ativa reage mais rapidamente e precisa aplicar Steering forces relativamente menores.
Os requisitos de forças de manobra e parada para rebocador de escolta diferem de porto para porto.
Depende se o rebocador vai trabalhar no modo ativo ou passivo (Tethered ou Untethered).
Pelo diagrama polar (figura 28 do capítulo 4), a máxima steeling force atingível por ASD e ATD é aproximadamente de 85 a 90% do bollard pull, porque esses rebocadores são relativamente curtos.
Recreded Maximon Speed Free Free Saling
As velocidades de escolta máximas ficam em torno de 10 nós.
Como as velocidades de escolta podem chegar até 12 nós, a velocidade máxima para freestyle Speed dos Score Tucks deve ser muito superior a isso (12.5 a 15 nós).
O rebocador deve:
Ultrapassar o navio dentro de um intervalo de tempo limitado.
Vencer a esteira do navio ao se aproximar da popa para pegar e passar o cabo.
Vencer as forças de interação.
Em condições adversas de mar, o rebocador tem sua velocidade máxima diminuída mais rapidamente do que o navio.
Quando o rebocador se desvia do seu rumo reto, ele tem sua velocidade diminuída.
Stability
Para operar em altas velocidades e considerando as mudanças de trim durante a escolta, é necessário que o Scoret Tught tenha uma boa estabilidade estática e dinâmica.
Aumenta a reserva de flutuabilidade e o momento de indiretamente do rebocador.
Recomenda-se uma altura metacêntrica mínima de 3 metros, mas valores muito altos devem ser evitados.
As ondas, as manobras dos evocadores e o método indireto podem aumentar bastante a força no cabo de reboque. Para reduzir o momento de aderamento, o cabo de reboque deve ficar o mais baixo possível.
Influência das Características do Cabo na Inclinação do Rebocador
Quanto menor a elasticidade, maiores as forças no cabo de reboque.
Quanto mais comprido o cabo de reboque, melhor a absorção das forças dinâmicas.
Cabo muito elástico pode fazer o rebocador ter que se movimentar demais.
Guinchos do tipo render recovery de resposta rápida são necessários para operar com segurança e eficiência em altas velocidades e com ondas.
Design Developments of Score tocks
Tratores no modo passivo a altas velocidades navegam Ball First, mas quando escoltam no modo ativo, navegam o Stern first.
Sua polpa tem o convés mais baixo que a proa. A velocidade máxima com a polpa pravante é menor, e em altas velocidades e com ondas, o mar facilmente invade sua polpa.
Por causa disso, o desenho de alguns rebocadores Roy Schneider Scouta vem sofrendo modificações:
Na extremidade do scalgue (polpa), o tosamento e a borda falsa são mais altos.
A forma do casco é mais afilada.
A willhouse é girada 180 graus para prover visibilidade ótima na direção da operação (willhouse voltada para a popa).
VTF (Voight Turbo Fing) é um Scg de alta sustentação desenvolvido pela Voic Schneider para rebocadores de escolta. O Scag tem, na sua extremidade, um tubo giratório que causa grande aumento de sustentação, podendo gerar até 18% de aumento da Firing force.
A quarta edição do Hansing traz o Delta Scort Truck, um novo tipo de Scorting by Purplees Build Truck. O delta é um rebocador grande (40 metros), super poderoso (bollard pull de 100 toneladas e Maximon Steering forces de 170 toneladas a 10 nós).
Esse rebocador tem uma roldana nas usinas de proa e de popa, e essas roldanas ficam longe do sarilho do guincho, eliminando a necessidade do Spooing device para arrumar o cabo no sarilho.
Rebocador trator, a rede navio com seguimento, com cabo passado, pode guinar de bordo a outro, devido ao fluxo de água no squeg e à localização do ponto de reboque (acima do centro do squeg).
Para estabilizar essa situação, vários tratores, tanto Voic Schneider quanto as imuttais, possuem segundo ponto de reboque, na extremidade de ré (buzina, gato ou simplesmente).
Quando o rebocador tiver que prover a assistência de manobra, deve ser capaz de retirar o cabo desse ponto de reboque mais à ré e restabelecer o ponto de reboque original acima do.
Caso isso não seja possível, as forças de manobra alcançáveis serão menores.
Com mar agitado ou em altas velocidades, esse ponto de reboque mais à ré aumenta a segurança, porque os movimentos dos rebocadores ficam mais suaves.
A resistência do cabo deve ser no mínimo 2 a 3 vezes as maximum ativble breaking and stream forces.
A requer que o cabo tem fator de segurança igual a 2 para cabos sintéticos, incluindo HMPE.
A DNV GL requer que o cabo rebocadores, incluindo rebocadores de escolta, tenha uma resistência de 2 vezes o, se o rebocador for maior que 100 toneladas.
Para valores menores de boler Pool, o fator é ainda maior.
A BV requer que o cabo tenha resistência de 2 vezes a máxima força no cabo durante a escolta, ou pelo menos, resistência igual ao Breaking holding power do Guincho.
Quando se trata de Scoretsuck, todos os equipamentos de reboque devem ser desenhados para as maiores cargas nos cabos de reboque que possam ser esperadas.
Os Guinchos devem ter break holding power elevado e uma pule incapacity elevada, que possibilita pagar e recolher o cabo sob alta tração.
A Slackline Speed é essencial para que o rebocador se posicione rapidamente, especialmente quando rebocadores têm que amarrar rapidamente numa emergência.
É muito importante também que o guincho seja adotado de load reducing system para evitar cargas excessivas no cabo de reboque.
Chips
Se os equipamentos de convés dos navios assistidos não forem adequados para as altas cargas, uma redução na velocidade de escolta pode ser feita.
Outra solução seria o dual scorting, porque daí você está dividindo a carga em duas cabeças do navio assistido.
Para navios Tanque não seguindo as recomendações da Ocife, segundo rebocador de escolta pode ser requerido para ficar em standby próximo.
Muitas empresas usam cabos de reboque de fibras hmpe, Spectra online Ima, com pênaltis do mesmo material, às vezes com stracture de nylon.
O poliéster ou o poliéster mais polipropileno também podem ser usados como cabos de reboque e escolta.
O comprimento do cabo de reboque escolta é de 100 a 150 metros, mas também pode ser de 60 a 80 (quem decide é o mestre).
A gampé flutua. As fibras são fáceis de manejar. Se o guincho apresentar falha, a tripulação terá que içar o cabo manualmente. O problema é que apresenta baixa elasticidade.
Rebocadores de escolta (exceto muito grandes) também são usados para atracação e desatracação. Nesse caso, podem ter cabo de reboque específico para escolta (Da Inima) e outro apenas para as atracações.
Connecting and desconecting tool lines
Na hora de amarrar o rebocador, os rebocadores no modo ativo normalmente amarram os navios em altas velocidades. Esses rebocadores se aproximam da polpa do navio para passar o carro, o que é mais fácil para usar acidez do que para os tratores que sofrem com a descarga do propulsor do navio no seu schegue.
Se tiver onda, a manobra fica dificultada ou até impossibilitada.
Se o cabo cair na água, pode enrascar no propulsor do rebocador. Uma opção seria usar uma throw line gan.
Para largar o rebocador, o cabo de reboque pode ser largado também em velocidades bem altas. O rebocador se aproxima pela esteira do navio até quase tocar a sua popa, o mestre sinaliza para a tribulação do navio que arria o cabo gentilmente, sem deixar que esse cabo caia na água, e no cais, a tripulação do navio tem que agir da mesma maneira.
Operating relability and file safe
Se o rebocador perder a propulsão enquanto provê Steering a assistance, seu ponto de reboque deve ser tal que as forças hidrodinâmicas irão girá-lo para uma posição segura.
Com tratores asimutais no método de rastro transverso a altas velocidades, é mais seguro usar ponto de reboque mais à ré, para evitar emborcar, caso o propulsor falhe e o mestre não reaja imediatamente.
Em algumas aproximações portuárias, são divididas áreas de escolta ativa e passiva. A escolha do modo depende dos mesmos fatores de quando se usa rebocadores portuários:
Restrições no canal de navegação em relação às dimensões e calados do navio.
Condições ambientais.
Tempo necessário para amarrar o rebocador ao navio.
As condições de mar e ondas podem ser tais que seja quase impossível passar o cabo com segurança ou prestar assistência em caso de emergência.
A visibilidade também pode ser fator limitante, sendo que alguns portos estabelecem a visibilidade mínima de 1 milha para escolta.
Escolta ativa
Em canais restritos, apenas a escolta ativa pode evitar encalhe ou colisão. Rebocador tethered tem suas possibilidades de assistência limitadas. Alguns portos obrigam a assistência por 2 rebocadores assistindo o navio nesse modo.
Escolta passiva
O rebocador deve acompanhar o navio de perto, posicionado pelo través pouco à frente ou à ré (four point on the ball and two cables of).
Fourpoints são 45 graus a partir da proa, a uma distância de 2 décimos de milha. Nessa posição, o mestre do rebocador vê embarcações pequenas antes do prático.
Quando for preciso, esse rebocador pode ser amarrado mais rapidamente do que se ele precisasse ainda ultrapassar o navio vindo pela polpa do navio.
A melhor posição para escolta passiva é aquela planejada localmente.
A escolta passiva é mais flexível. Desde que o rebocador possa ser amarrado na popa do navio imediatamente após uma emergência, a escolta passiva aumenta a possibilidade de se prestar outros tipos de assistência, tais como empurrar nas bochechas e nas aletas, ou passar cabo de reboque na proa do navio escoltado.
Amarrar cabo de reboque na proa do navio pode ser necessário quando ele perde velocidade após uma falha de máquinas e começa a derivar em direção ao perigo.
Portanto, os rebocadores de escolta devem ser equipados de forma a poderem prestar assistência de diferentes formas, o que também coloca grande demanda em defesas e boler pull.
Summery of Scort Tug requirements
Manobrabilidade ótima.
Alta velocidade de freestyle.
Alta confiabilidade.
Boas características de sikipping.
Borda livre alta.
Boa estabilidade estática e dinâmica.
Converse seguro para trabalhar com cabos de reboque em mar agitado, boas defensas, sistema de comunicação confiável, capacidade de aplicar grandes forças de manobra e parada nas velocidades de escolta e de assistir de diferentes formas.
Bollar pull suficiente para manter sob controle os navios quando a velocidade se reduz a 0, considerando o vento e corrente.
Localização eficaz e segura do toin Point, com relação a ângulo de inclinação, forças encontradas nos cabos de reboque, fora de máquina do rebocador.
Os equipamentos de converse do navio devem ser dimensionados para suportar as elevadas forças. Os cabos reboque devem ter alto fator de segurança, devem ser de uma fibra sintética, leve, forte e que flutue. Caso o navio não tenha força disponível nas estações de amarração avante a ré, deve ser possível passar os cabos reboque manualmente.
9.8. Concludem remarks
Estudo da SCHELF concluiu que 80% dos acidentes de navios têm como causa imediata o erro humano, então, tem que ter treinamento adequado.
Os rebocadores de escolta têm que compensar as áreas humanas e técnicas a bordo dos navios, mas eles não poderiam evitar todos os acidentes com petroleiros.
Deve haver pesquisas no sentido de permitir que os navios Tanque operem com segurança sem a necessidade de rebocadores de escolta.
A figura 9.29 exibe 2 situações possíveis, onde provavelmente ocorreria encare mesmo com a ação rebocador de escolta.
Situação 1: Petroleiro carregado pela metade sofre perda do leme da propulsão. Para evitar muita deriva, o rebocador de escolta guie o navio para bombordo. A velocidade do petroleiro vai cair por conta da falha na máquina e algumas forças de manobra aplicadas pelo rebocador. O vento está entrando por, jogando o navio para cima do perigo. O navio vai derivar rápido para cima do perigo, e o ângulo de deriva vai ter que ser aumentado. O resultado são 2 forças para boreste (força de manobra e força do vento). O navio provavelmente vai derivar para a parte rasa, a menos que o rebocador na proa o segure a tempo.
Situação 2: Bem na hora que o petroleiro carregado vai entrar numa curva, ocorre uma falha de máquinas ou de leme. O rebocador de escolta tenta guinar o navio na curva, mas, em adição à força de manobra, a corrente está empurrando o navio para e neutraliza a guinada.
A corrente vindo pela proa na curva do canal está dificultando a guinada no navio, isso está de acordo com o [não especificado]. Por conta da diminuição da velocidade do navio, a força da manobra, bombordo, e a força da corrente, bombordo, o navio irá provavelmente derivar para águas rasas.
As experiências em escala real para escolta realizada em águas profundas são muito otimistas com relação às capacidades dos rebocadores de escolta.
Quando a influência da corrente vai ser ainda maior, resultando no maior risco de encare em caso de falha. Em águas rasas, as forças necessárias para se mover o navio e evitar o acidente são ainda muito maiores.