Documentação Técnica

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* Engenharia de Dragagem, Sinalização Náutica, Batimetria, Projetos de Canais Navegáveis, Meio Ambiente, Cartas Náuticas, Software de Navegação, Topografia Básica e outros assuntos técnicos.

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quinta-feira, 16 de abril de 2015

Channel Design Guidelines - Squat

Squat refers to the increase of a ship’s draught as a result of its motion through water. It is a hydraulic phenomenon whereby the water displaced creates an increase in current velocity past the moving hull causing a reduction in pressure resulting in a localised reduction of the water level and, consequently, in a settling of the vessel deeper in the water. For various reasons—having to do with hull design, trim and other physical and operational factors—squat may be different at the fore and aft.


Recently, a new equation was developed on the basis of extensive research by Waterways Development to specifically target commercial waterways with vessel traffic and conditions representative of most major Canadian waterways. This equation takes into account the vessel beam in relation to the channel width, contrary to earlier equations that supposed infinite width. This new parameter is of importance since most Canadian waterways have limited width. The equation, known as Eryuzlu Equation # 3 (Ref.: 4, this reference is attached to this manual as Appendix 4), is therefore recommended as the one providing the most reliable results in waterways of limited dimensions. The equation is written as follows:

where: 

Z = squat; 
d = vessel draught; 
D = channel depth; 
vs = vessel speed; 
g = gravity acceleration; 
W = channel width; 
B = vessel beam; and 
Fw = channel width factor. 
With Fw = 1, where W < 9.61 B; 
a, b, c are common coefficients: a = 0.298, b = 2.289, c = -2.972


The equation is non-dimensional and therefore, can be used universally with any system of measurement units.

The formula applies for: 

1. vessels ranging from 19,000 DWT to 227,000 DWT, representing general cargo or crude carriers (block coefficient over 0.80); 
2. a channel that is shallow and relatively straight; 
3. the channel width may range from unrestricted to four times the vessel beam; 
4. speeds ranging from about 2 knots to about 14 knots; 
5. maximum trim of about 10 % of draft; 
6. the predominant squat is fore squat; and 
7. vessel loaded draft equal to or greater than 80% of the registered draft. 

Formulae, by definition, tend to generalize the real situation. Therefore, good judgement, experience and common sense are required in the use of this and any formula.

Fonte: Canadian Waterways National Manoeuvring Guidelines: Channel Design Parameters

Container vessel squatting at the stern.

Fonte: Ship Design and Performance for Masters and Mates, C.B. Barrass.

NOTA DO EDITOR

Quando se trata de navegação em águas rasas, a resistência de uma embarcação em certa velocidade é fortemente modificada quando existe essa restrição de profundidade. A massa de água que o navio desloca ao se movimentar pelo meio fluido tende a fluir sob o casco, causando uma variação de pressão em partes da massa líquida. 

Essa variação de pressão sob o casco não é uniforme, e também não compensada, como a que ocorre nos dois bordos, que se anulam devido à simetria do casto em relação à Linha de Centro. 

Disso resultam alterações no escoamento potencial junto ao casco, devido ao aumento da velocidade da água no fundo da embarcação, quando comparada com o escoamento em águas profundas. Maior velocidade leva a menos pressão e a um aumento no trim e na resistência ao avanço do casco. 

Sendo assim, a baixa profundidade agrava os efeitos que levam ao afundamento do casco, o que pode obrigar a ser definido um limite superior para a velocidade na qual  o navio irá operar quando houver uma restrição de fundo. (Juliana Barreiros, Escola Politécnica/USP)

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