Lastro de vela - Sailing ballast

O lastro é usado em navios para fornecer momento de resistência às forças laterais no casco. Os barcos com lastro insuficiente tendem a tombar ou adernar excessivamente com ventos fortes. Muito calcanhar pode resultar no emborcamento do navio . Se uma embarcação à vela precisar viajar sem carga, um lastro de pouco ou nenhum valor será carregado para mantê-la em pé. Parte ou todo esse lastro será então descartado quando a carga for carregada.

Usos

Uma das funções da quilha de um iate é fornecer lastro.

O reator assume muitas formas. A forma mais simples de lastro usado em velejadores de pequeno dia é o chamado "lastro vivo", ou o peso da tripulação. Ao sentar-se a barlavento do casco , o momento de adernamento deve levantar o peso da tripulação. Em barcos de corrida mais avançados, um chicote de fios chamado trapézio é usado para permitir que a tripulação fique completamente pendurada na lateral do casco sem cair; isso fornece quantidades muito maiores de momento de endireitamento devido à maior alavancagem do peso da tripulação, mas pode ser perigoso se o vento parar repentinamente, pois a perda repentina do momento de adernamento pode jogar a tripulação na água. Em embarcações modernas maiores, a quilha é feita ou preenchida com um material de alta densidade , como concreto , ferro ou chumbo . Colocando o peso o mais baixo possível (geralmente em um grande bulbo na parte inferior da quilha), o momento de endireitamento máximo pode ser extraído da massa dada. As formas tradicionais de lastro transportadas dentro do casco eram pedras ou areia.

Lastro de alta densidade

Existem desvantagens no uso de lastro de alta densidade. O primeiro é o aumento da massa do barco; um barco mais pesado fica mais baixo na água, aumentando o arrasto quando se move e geralmente responde menos à direção. Um barco mais pesado também é mais difícil de colocar em um trailer e rebocá-lo atrás de um automóvel. Em segundo lugar, uma vez que o lastro precisa ser o mais baixo possível, ele é freqüentemente colocado em uma placa central ou quilha retrátil, exigindo uma manivela de serviço pesado para levantar a folha maciça . A solução mais simples é usar uma quilha de lastro fixa, mas isso torna o barco quase incapaz de navegar em águas muito rasas e mais difícil de manobrar fora da água. Embora proibido pela maioria das regras de regata da classe, alguns barcos de última geração usam um bulbo de lastro em uma quilha longa e fina que pode inclinar de um lado para o outro para criar uma quilha inclinada . Isso permite que o lastro seja colocado a barlavento, proporcionando um momento de endireitamento muito maior com um ângulo de inclinação mais baixo. Inclinar a quilha, no entanto, reduz bastante sua sustentação, portanto, quilha inclinada geralmente é combinada com uma mesa central retrátil ou bolina que é implantada quando a quilha é inclinada e retraída (para reduzir o arrasto) quando a quilha é retornada à vertical. Algumas quilhas inclinadas são projetadas de forma que, quando totalmente estendidas para qualquer lado, tenham um ângulo de ataque de cerca de 5 °, permitindo que o efeito hidrofólio da lâmina levante o barco e reduza a área da superfície molhada para um aumento na velocidade do barco.

Lastro de água

Rebocador Boss descarregando água de lastro antes da partida

Um tipo comum de lastro para barcos pequenos que evita muitos dos problemas do lastro de alta densidade é o lastro de água. Embora pareça contra-intuitivo que colocar água no casco (que é, afinal, perto da mesma densidade que a água fora do casco - água doce vs água salgada) adicionaria qualquer estabilidade, adicionando lastro de água abaixo do centro de gravidade vertical aumenta a estabilidade. O lastro de água não precisa ser elevado acima da linha de água para afetar a estabilidade, pois qualquer material com maior densidade aparente do que o ar terá um efeito no centro de gravidade. É a relação entre o centro de gravidade e o centro de flutuabilidade que dita o momento certo.

A vantagem do lastro de água é que os tanques podem ser esvaziados, reduzindo o calado ou o peso do barco (por exemplo, para transporte em terra) e a água adicionada (em pequenos barcos, simplesmente abrindo as válvulas e deixando a água entrar ) após o barco ser lançado ou a carga descarregada. As bombas também podem ser usadas para esvaziar o tanque de lastro de sotavento e encher o tanque de barlavento à medida que o barco vira, e a quantidade de lastro pode ser variada para manter o barco no ângulo de adernamento ideal. Em navios de carga vazios, a água é adicionada aos tanques de lastro para aumentar a imersão da hélice, melhorar a direção e controlar o equilíbrio e o calado.

Uma desvantagem do lastro de água é que a água não é muito densa e, portanto, os tanques necessários ocupam mais espaço do que outras formas de lastro. Alguns fabricantes oferecem sacos de lastro flexíveis montados fora do casco em ambos os lados e bombas que usam a velocidade do barco na água para gerar energia. Quando em funcionamento, a bomba pode ser usada para encher o lado de barlavento, enquanto o lado sotavento pode drenar. Este sistema, embora não seja muito atraente, permite ganhos significativos na força de endireitamento sem modificações no casco.

Um truque comumente usado em barcos com lastro de água é conectar os tanques de bombordo e estibordo com um tubo valvulado. Ao preparar a virada, a válvula é aberta e a água do tanque de barlavento, que é mais alto, pode fluir para o lado a sotavento, e a lâmina é solta para evitar que o barco adie demais. Uma vez que a maior quantidade possível de água foi transferida para o lado sotavento, o barco é trazido e a vela recolhida, levantando o tanque de barlavento recém-cheio. Uma bomba manual simples pode então ser usada para mover qualquer água remanescente do sotavento para o tanque de barlavento.

Impactos ambientais e regulamentações

Diagrama mostrando a poluição da água dos mares por descargas de água de lastro não tratada

Navios de cruzeiro, grandes navios-tanque e transportadores de carga a granel usam uma quantidade enorme de água de lastro, que muitas vezes é captada nas águas costeiras em uma região depois que os navios descarregam águas residuais ou descarregam carga e descarregam no próximo porto de escala, onde houver mais carga está carregado. A descarga de água de lastro normalmente contém uma variedade de materiais biológicos, incluindo plantas , animais , vírus e outros microorganismos . Esses materiais geralmente incluem espécies não nativas, incômodas e exóticas que podem causar grandes danos ecológicos e econômicos aos ecossistemas aquáticos. Acredita-se que as descargas de água de lastro sejam a principal fonte de espécies invasoras nas águas marinhas dos Estados Unidos, apresentando riscos para a saúde pública e ambientais, bem como um custo econômico significativo para indústrias como água e energia elétrica, pesca comercial e recreativa, agricultura e turismo . Um estudo recente sugere que, se nenhuma ação for tomada no gerenciamento da água de lastro, a invasão de espécies pode se propagar para qualquer porto do mundo através da rede de transporte global com uma média de duas paradas intermediárias.

Enquanto isso, estudos sugerem que o custo econômico apenas da introdução de moluscos pragas ( mexilhões zebra , moluscos asiáticos e outros) para os ecossistemas aquáticos dos EUA é de mais de US $ 6 bilhões por ano.

No caso de um navio de carga a granel, há outro efeito ambiental da água de lastro. Depois de descarregar a carga, um graneleiro não pode simplesmente retornar ao ponto de partida, mas deve carregar o lastro para que a hélice submerja abaixo da superfície da água. O peso do lastro aumenta o consumo de combustível em comparação a uma situação hipotética de que o navio não precisava de lastro.

Um estudo de junho de 2011 do National Research Council (Estados Unidos) forneceu recomendações sobre o processo de definição de limites regulamentares. O estudo descobriu que determinar o número exato de organismos que poderiam lançar uma nova população é complexo. Ele sugeriu uma etapa inicial de estabelecer uma referência para as concentrações de organismos na água de lastro abaixo dos níveis atuais e, em seguida, usar modelos para analisar dados experimentais e baseados em campo para ajudar a informar futuras decisões sobre os padrões de descarga de água de lastro.

Para minimizar a disseminação de espécies invasoras nas vias navegáveis ​​dos Estados Unidos, a Agência de Proteção Ambiental e a Guarda Costeira dos Estados Unidos regulam a concentração de organismos vivos descarregados na água de lastro dos navios.

Veja também

Referências

Este artigo incorpora texto de um relatório de domínio público do Serviço de Pesquisa do Congresso : Copeland, Claudia. "Poluição em navios de cruzeiro: histórico , leis e regulamentos e questões-chave" (código de pedido RL32450). Serviço de Pesquisa do Congresso (atualizado em 6 de fevereiro de 2008).

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