Um guia técnico para tipos de âncoras de navios, critérios de dimensionamento e requisitos de seleção

As âncoras marítimas são componentes essenciais de equipamento para embarcações comerciais, incluindo petroleiros, graneleiros, navios porta-contêineres, transportadores de GNL e embarcações offshore. Ao contrário das âncoras para pequenas embarcações, as âncoras para navios são projetadas como parte de um sistema de ancoragem completo que inclui âncoras, correntes de âncoras, guinchos, rolhas de corrente, tubos de hawse e armários de corrente.

Para embarcações grandes, a seleção da âncora não é determinada apenas pelo peso da âncora. A especificação correta é baseada nos parâmetros da embarcação, nos cálculos do número do equipamento, nos requisitos da sociedade classificadora, no desempenho de retenção da âncora e na compatibilidade com o sistema de ancoragem completo.

Uma âncora marítima adequadamente selecionada deve fornecer força de retenção suficiente sob as condições operacionais esperadas, ao mesmo tempo que atende aos requisitos estruturais e de instalação da embarcação.

1. Tipos de âncoras usadas em grandes navios comerciais

1.1 Âncora sem Estoque

A âncora sem estoque é o tipo de âncora mais utilizado em embarcações comerciais modernas.

Geralmente é instalado em:

· Petroleiros

· Graneleiros

· Navios porta-contêineres

· Transportadores de GNL

· Embarcações de apoio offshore

A principal característica de uma âncora sem estoque é o design da pata articulada, que permite que as pata girem em relação à haste. Esta estrutura permite uma penetração eficiente no fundo do mar, ao mesmo tempo que permite que a âncora seja facilmente recuperada através do tubo de escora da embarcação.

Projetos comuns de âncoras sem estoque incluem:

· Âncora do Salão

· Âncora Spek

· Âncora de piscina

· Âncora de alto poder de retenção AC-14

As vantagens das âncoras sem estoque incluem:

· Estrutura compacta para fácil armazenamento

· Desempenho de penetração confiável

· Recuperação eficiente através de hawse pipes

· Compatibilidade com sistemas modernos de manuseio de âncoras

1.2 Âncora de alto poder de retenção (HHP)

As âncoras de alto poder de retenção (HHP) são projetadas para fornecer maior capacidade de retenção em comparação com as âncoras convencionais do mesmo peso.

Através da geometria otimizada da pata e da capacidade aprimorada de penetração no fundo do mar, as âncoras HHP podem alcançar maior eficiência de retenção e, ao mesmo tempo, reduzir o peso da âncora necessário para uma determinada aplicação de embarcação.

As aplicações típicas incluem:

· Grandes petroleiros

· VLCCs

· Navios porta-contêineres ultragrandes

· Embarcações offshore

Em comparação com as âncoras convencionais sem estoque, as âncoras HHP oferecem:

· Maior relação força/peso de retenção

· Carga reduzida do equipamento de proa

· Melhor desempenho de ancoragem em condições exigentes

1.3 Âncora de Super Alto Poder de Retenção (SHHP)

As âncoras SHHP são projetadas para aplicações que exigem maior desempenho de fixação do que as âncoras HHP padrão.

Eles são usados ​​principalmente para:

· Grandes embarcações offshore

· Embarcações especializadas

· Aplicações que exigem maior capacidade de ancoragem

A seleção entre âncoras comuns, HHP e SHHP depende dos requisitos de projeto da embarcação e da aprovação da classificação.

2. Como é determinado o tamanho da âncora do navio?

Para embarcações comerciais, o tamanho da âncora é determinado de acordo com as regras da sociedade classificadora, e não apenas com o comprimento da embarcação.

O principal parâmetro usado para selecionar o equipamento de ancoragem é oNúmero do equipamento (EN).

O Número do Equipamento é calculado com base nas dimensões principais da embarcação e nas áreas expostas acima da linha d'água. O cálculo normalmente considera:

· Comprimento da embarcação

· Largura do navio

· Profundidade da embarcação

· Área de vento lateral projetada

· Outros parâmetros de projeto de embarcação especificados pelas regras de classificação

Com base no Número do Equipamento, é determinado o equipamento de ancoragem necessário, incluindo:

· Número de âncoras

· Peso da âncora

· Diâmetro da corrente de âncora

· Comprimento da corrente de âncora

As sociedades classificadoras que fornecem requisitos relevantes incluem:

· Associação Internacional de Sociedades Classificadoras (IACS)

· Sociedade de Classificação da China (CCS)

· Bureau Americano de Remessa (ABS)

· Det Norske Veritas (DNV)

· Registro Lloyd's (LR)

A especificação final da âncora deve estar de acordo com o projeto aprovado da embarcação e os requisitos de classificação aplicáveis.

3. Faixa de referência geral do peso da âncora do navio

O peso real da âncora varia dependendo do projeto da embarcação, do tipo de âncora e dos requisitos de classificação. A tabela a seguir fornece faixas de referência gerais para embarcações comerciais.

Esses valores são apenas referências gerais. A especificação final da âncora é determinada pelo Número do Equipamento da embarcação, pela documentação de projeto aprovada e pelos requisitos da sociedade classificadora.

4. Correspondência de corrente de âncora e pino

Um sistema de ancoragem marítima é composto por múltiplos componentes interligados:

· Âncora marinha

· Corrente de âncora de elo prisioneiro

· Rolha de corrente

· Molinete

· cachimbo de Hawse

· Armário de corrente

A corrente da âncora transfere as forças geradas pelo vento, pelas ondas e pelo movimento da embarcação entre o navio e a âncora.

Grandes navios comerciais geralmente utilizamcorrentes de âncora de elo de pinoporque eles fornecem:

· Alta resistência à tração

· Melhor estabilidade da corrente

· Deformação reduzida sob cargas pesadas

· Longa vida útil em condições marítimas

Faixas típicas de diâmetro de corrente de âncora:

A âncora, o diâmetro da corrente, a capacidade do molinete e as dimensões do tubo de amarração devem ser projetados como um sistema completo. Aumentar o tamanho da âncora sem considerar outros componentes pode afetar o desempenho operacional.

5. Fatores que afetam o desempenho da fixação da âncora

O desempenho de retenção de uma âncora marítima depende de mais do que seu peso. Os principais fatores incluem:

Projeto de âncora

A geometria das patas, o design da haste e a capacidade de penetração influenciam diretamente a força de retenção.

As âncoras de alto poder de retenção alcançam melhor desempenho através de um projeto estrutural otimizado, em vez de simplesmente aumentar o peso.

Condições do fundo marinho

Diferentes tipos de fundo marinho afetam o desempenho da âncora:

· Areia: geralmente proporciona boa penetração e desempenho de retenção

· Argila: a capacidade de retenção depende da profundidade de penetração e da resistência do solo

· Lama: requer geometria de ancoragem adequada para uma aderência eficaz

· Fundo marinho rochoso ou duro: pode reduzir a capacidade de penetração

Escopo da cadeia de âncora

O ângulo entre a corrente da âncora e o fundo do mar afeta a força horizontal aplicada à âncora.

Uma mira mais longa geralmente reduz a carga vertical na âncora e melhora o desempenho de retenção.

6. Seleção de âncoras para diferentes tipos de navios

Petroleiros

Os petroleiros normalmente têm grande deslocamento e áreas de vento significativas.

As configurações comuns incluem:

· Âncoras HHP sem estoque

· Correntes de ancoragem com elos de grande diâmetro

· Sistemas de guincho para serviços pesados

O sistema de ancoragem deve acomodar altas cargas ambientais durante a espera, operações offshore ou abordagens portuárias.

Graneleiros

Os graneleiros geralmente apresentam dimensões de casco amplas e calados profundos.

As seleções de âncoras comuns incluem:

· Âncoras sem estoque tipo Hall

· Âncoras Spek

· Âncoras HHP para embarcações maiores

O sistema de ancoragem é projetado de acordo com o tamanho da embarcação, rotas de operação e requisitos de classificação.

Navios porta-contêineres

Os navios porta-contêineres modernos aumentaram a área de vento devido aos contêineres empilhados acima do convés.

Os requisitos típicos incluem:

· Âncoras de alto poder de retenção

· Correntes de âncora de grande diâmetro

· Equipamento de manuseio de âncoras de alta capacidade

7. Materiais, padrões de fabricação e certificação

As âncoras para navios são fabricadas com materiais de aço de alta resistência de qualidade marítima para suportar cargas de impacto e exposição prolongada à água do mar.

Considerações importantes de fabricação incluem:

· Controle de qualidade de materiais

· Controle do processo de fundição ou forjamento

· Precisão dimensional

· Teste de propriedades mecânicas

· Requisitos de proteção de superfície

Para embarcações comerciais, as âncoras e equipamentos relacionados podem exigir aprovação ou certificação de sociedades de classificação reconhecidas, incluindo:

· CCS

· ABS

· DNV

· LR

· BV

Os requisitos de certificação dependem do tipo de embarcação, da administração da bandeira e das especificações do projeto.

8. Exemplo: Sistema de Ancoragem para um Petroleiro de 100.000 DWT

Um petroleiro Aframax típico pode ter o seguinte arranjo de ancoragem:

· Comprimento da embarcação: aproximadamente 250 m

· Tipo de âncora: âncora sem estoque HHP

· Peso da âncora: aproximadamente 15–20 toneladas por âncora

· Diâmetro da corrente de âncora: aproximadamente 100–120 mm

A configuração final é confirmada através do cálculo do número do equipamento e aprovação da classificação.

Conclusão

A seleção de âncoras para grandes navios comerciais é um processo técnico que envolve cálculo de embarcações, requisitos de classificação e compatibilidade de sistemas.

As embarcações comerciais modernas usam principalmente âncoras sem estoque e âncoras de alto poder de retenção porque fornecem desempenho de retenção eficiente, ao mesmo tempo que atendem aos requisitos de instalação de grandes estruturas de navios.

Uma solução de ancoragem completa requer a combinação adequada de tipo de âncora, peso da âncora, corrente de âncora de elos, capacidade do molinete e arranjo de instalação para garantir um desempenho de ancoragem confiável durante toda a vida útil da embarcação.