O que é ocupação de navios?

Aug 03, 2023

Em nosso artigo anterior, discutimos detalhadamente a folga da quilha subaquática e sua importância. Também aprendemos brevemente sobre o efeito de agachamento dos navios, no que diz respeito às suas implicações na folga submarina da quilha. Neste artigo, discutiremos um pouco mais sobre esse interessante fenômeno hidrodinâmico.

A ocupação é um fenômeno hidrodinâmico que ocorre quando uma embarcação viaja em águas rasas; isto é, há uma extensão limitada de profundidade disponível na região de interesse. Como resultado do agachamento, a embarcação tende a afundar ou sofre uma perda repentina de calado. Este efeito leva ao risco de encalhe da embarcação se a profundidade nas águas adjacentes for insuficiente.

Em primeiro lugar, quando começamos a discutir o efeito de agachamento, é importante revisitar alguns dos princípios básicos da hidrodinâmica e da física dos fluidos.

A partir dos princípios básicos da natureza, qualquer fluido que passe por um espaço ou sistema finito terá um fluxo volumétrico constante, assumindo que o fluxo seja estacionário, não viscoso, incompressível e sem perdas.

Em termos mais simples, num determinado momento, qualquer volume de fluido que entra num sistema fechado permanecerá o mesmo quando sai do sistema, desde que cumpra as condições acima mencionadas. A representação mais simples deste problema seria um tubo com diferentes áreas de seção transversal (A1 e A2) na entrada e na saída.

Suponha que um fluxo de água pura com algum volume V entre no tubo pela entrada A1; o mesmo volume V emanaria da saída A2 assumindo que não há perdas ou outros efeitos em curso.

Agora, considere que a área de saída A2 é menor que a entrada A1. O que vai acontecer? Num determinado momento, o volume que entra no sistema deve permanecer igual ao volume que sai. Assim, para manter essa igualdade, a vazão ou a velocidade do fluxo aumenta.

Assim, a vazão na saída A2 seria maior do que em A1, de modo que o mesmo volume de água sai como o volume entrado em qualquer ponto no tempo. Portanto, a partir da relação simples:A1 X V1 = A2 X V2 (A1>A2)

Onde A1 e A2 são as áreas, enquanto V1 e V2 são as vazões na entrada e na saída, respectivamente.

Como A1 é maior que A2, a velocidade do fluxo V2 é maior que V1. Cada lado desta equação tem unidades de metro cúbico por segundo (metro quadrado m2 X metro por segundo m/s), o que significa essencialmente que a vazão volumétrica ou o volume de água que passa pela região em consideração em qualquer ponto de o tempo é constante.

Devemos ter lido sobre o princípio de Bernoulli que rege fluxos simples em algum momento. Este conceito de fluxo dá um passo à frente da teoria mencionada e descreve o fluxo também em termos de pressão. O que é pressão em fluidos? A pressão nos fluidos é de dois tipos: estática e dinâmica.

Considere um objeto no fundo da água, a uma profundidade de h. Como sabemos, a pressão estática que atua sobre o objeto é a pressão estática que pode ser definida como o produto da densidade (ρ), da aceleração da gravidade (g=9,81 m/s2) e da profundidade (h). [pressão estática = ρ X g X h].

Num ambiente perfeitamente calmo, como um tanque fechado cheio de água, qualquer objeto localizado a uma certa profundidade experimentaria predominantemente uma pressão estática simples, conforme definido. A base para a pressão estática é a energia potencial.

Na maioria dos ambientes físicos, como mares, rios, riachos e assim por diante, também existe uma quantidade significativa de pressão associada à cinética ou ao movimento do fluxo, conhecida como pressão dinâmica.

A magnitude desta pressão depende unicamente da velocidade do fluxo para uma determinada densidade do fluido. Este componente da pressão está relacionado à energia cinética associada ao fluido. Pode ser definido como metade do produto da densidade pelo quadrado da velocidade do fluxo. [Pressão dinâmica = ½ X ρ X V2].

De acordo com o princípio de Bernoulli, a soma dos componentes estáticos e dinâmicos da pressão permanece essencialmente constante numa área em consideração.