Questões de Concurso Sobre arquitetura naval em engenharia naval

A sequência simplificada da construção naval atual segue estas etapas: 1) preparação das superfícies das chapas, dobragem e moldagem de chapas e cortes de peças; 2) execução das submontagens com a agregação de placas, painéis, condutos e peças; 3) montagem de blocos com a agregação de submontagens; 4) montagem do casco com a integração de blocos. Julgue o próximo item, referente à construção naval e ao projeto do navio.  

Algumas empresas têm efetivado a montagem de superblocos no estaleiro, para diminuir o tempo de ocupação da doca na montagem final do casco, contudo esse processo de agregação tem como limitações o volume dos blocos agregados e a capacidade dos equipamentos para o deslocamento dos superblocos. 

No que concerne a tensões primárias, secundárias e terciárias, julgue o item seguinte.

A tensão terciária que se instala na chapa pode ser determinada usando-se a equação Sigma = k.p [lado menor/t]² , em que Sigma é a tensão a ser calculada, k = f(a/b), em que a e b são os lados da chapa, p é a pressão hidrostática aplicada sobre a placa e t é a espessura da chapa.  

Para um navio de grande porte, que pode ter hélice com alcance de 10 m de diâmetro, o comprimento do eixo é o necessário para estabelecer a ligação entre a casa de máquinas e a popa da embarcação. O ângulo de torção do eixo (φ), de comprimento (L), com seção circular uniforme e maciça, com raio (c), sujeito ao momento de torsão (T), é determinado por meio da equação φ = (TL)/(JG), com J = πc⁴ /2, em que J é o momento de inércia polar de círculo de raio c e G é o módulo de elasticidade transversal, de valor G = 75 GPa (para o aço).
Considerando-se as informações anteriores, julgue o item a seguir acerca de torção de tubos.


Um eixo de seção circular uniforme, construído em aço, com comprimento de 10 m, raio de 10 cm e módulo de elasticidade transversal G = 75 GPa, submetido ao momento T = 10⁶ N.m., tem ângulo de torção igual a 0,63 radianos. 

Cada carga requer casco com características adequadas às condições específicas de carregamento e descarregamento e durante o transporte dessa carga. A respeito desse tema e de seções típicas, julgue o seguinte item.

A seção alongada do compartimento de carga do casco do Valemax difere da seção tradicional do bulk carrier, ou graneleiro, já que aquela segue a direção horizontal, para facilitar as operações de carregamento e descarregamento, ao passo que o graneleiro é identificado pela disposição e forma do convés, com tampas deslizantes, ou hatch covers, que dão acesso às câmaras do interior do casco. Já os contenedores são dispostos em camadas e fileiras, para que seja possível conhecer a posição de cada container, individualmente. 

Para testar as primeiras hipóteses de cálculo do projeto do navio, o casco é assemelhado a uma viga de seção caixão, em geral, com altura maior do que a largura, a qual é submetida à ação de forças distribuídas e pontuais que promovem esforços cortantes e momentos que deverão ser resistidos pelo casco. Considerando-se o tema, especificamente quanto a dimensionamento da seção mestra, momento fletor, esforço cortante na viga e resistência primária do navio, julgue o item que se segue.

O slamming (invasão da água sobre o convés), o impacto da onda sobre o casco e o greenwater (proa emergente) são fatores de carga a serem considerados devido à ação das ondas do mar, que podem causar tensões no convés e no fundo da embarcação.

O momento de inércia mede a resistência à flexão da seção de viga em relação a eixo que passa pelo seu centro de gravidade. Quanto maior for o valor do momento de inércia da seção, mais resistente será a viga para suportar as forças externas. O módulo de resistência à flexão é a relação entre o momento de inércia da seção em relação a um eixo e a distância do ponto mais afastado da seção àquele eixo. A respeito dessa temática, julgue o item subsequente.

Se a seção caixão (ou retangular oca) representa adequadamente o casco da embarcação, quanto maior for a altura da seção (equivalente ao pontal), mais resistente será o casco, e quanto maior for a boca da embarcação, mais estável ela será em relação ao emborcamento. Assim, para conferir maior estabilidade, as embarcações que transportam granéis e contenedores devem ser construídas mantendo-se a relação entre boca e calado igual a sete. 

O momento de inércia mede a resistência à flexão da seção de viga em relação a eixo que passa pelo seu centro de gravidade. Quanto maior for o valor do momento de inércia da seção, mais resistente será a viga para suportar as forças externas. O módulo de resistência à flexão é a relação entre o momento de inércia da seção em relação a um eixo e a distância do ponto mais afastado da seção àquele eixo. A respeito dessa temática, julgue o item subsequente.

O módulo de resistência — definido, para a seção caixão (ou retangular oca), pela relação W = I/(p/2) = (bp³ - b_mp_m ³ )/6p, em que b é a boca, p é o pontal, b_m é a boca moldada e p_m é o pontal moldado — é útil em pré-dimensionamentos de seções simples por representar a capacidade de resistência da viga e requerer cálculos mais simples, mas, para a seção caixão, essa vantagem aparentemente inexiste.

Um navio-tanque de 60.000 dwt tem casco que oferece resistência a pressões externas de até 200 kN/m² . Ao se aproximar do berço, em manobra de atracação, com velocidade regulamentar, essa embarcação pressiona a defensa do tipo SCK Cell Fender, modelo SCK 1000, que consiste em cilindro de borracha natural ou sintética com malha de aço interna, com medidas de 1,1 m de diâmetro e 1,0 m de altura. O eixo longitudinal do cilindro posiciona-se segundo uma perpendicular à face externa do berço. O cilindro está protegido por placa de aço quadrada, com lado de 1,2 m, fixada no seu topo, cujo objetivo é distribuir tensões no momento da atracação. Ao tocar a defensa, o casco do navio-tanque pressiona a placa de aço contra o cilindro de borracha e produz deformação que reduz a sua altura em 10%.

Considerando-se essas informações, julgue o item subsequente quanto à Lei de Hooke.

Para que seja exercida a tensão máxima sobre o casco do navio-tanque, mantida a deformação de 10% da altura do cilindro de borracha, a constante elástica do cilindro de borracha será de 3.000 kN/m.

Um navio-tanque de 60.000 dwt tem casco que oferece resistência a pressões externas de até 200 kN/m² . Ao se aproximar do berço, em manobra de atracação, com velocidade regulamentar, essa embarcação pressiona a defensa do tipo SCK Cell Fender, modelo SCK 1000, que consiste em cilindro de borracha natural ou sintética com malha de aço interna, com medidas de 1,1 m de diâmetro e 1,0 m de altura. O eixo longitudinal do cilindro posiciona-se segundo uma perpendicular à face externa do berço. O cilindro está protegido por placa de aço quadrada, com lado de 1,2 m, fixada no seu topo, cujo objetivo é distribuir tensões no momento da atracação. Ao tocar a defensa, o casco do navio-tanque pressiona a placa de aço contra o cilindro de borracha e produz deformação que reduz a sua altura em 10%.

Considerando-se essas informações, julgue o item subsequente quanto à Lei de Hooke.

Caso a constante elástica do cilindro de borracha seja de 3.000 kN/m, o lado da placa quadrada de aço deve ter 1,6 m de comprimento, para que a tensão sobre o casco do naviotanque seja de 200 kN/m² e a deformação do cilindro atinja 15% de sua altura.

No teste de inclinação, cujo objetivo é determinar, experimentalmente, a altura metacêntrica da embarcação, a banda da embarcação, registrada por pêndulo, é materializada pelo deslocamento de pesos instalados em pontos determinados do convés. A esse respeito, julgue o próximo item.

O teste de inclinação deve ser realizado em águas calmas, com a embarcação amarrada sem tolher a banda e com o carregamento máximo.

Durante a viagem, algumas cargas, como o combustível (bunker oil), têm seu valor de embarque alterado. Julgue o item seguinte quanto a pesos e centros. 

A remoção de um peso inicialmente depositado próximo ao fundo moldado da embarcação promoverá o abaixamento do centro de gravidade dessa embarcação.

Além das causas de geração de banda verificadas durante o embarque e desembarque de carga, junto ao berço, a embarcação pode receber solicitação externa geradora de inclinação pela ação de vento repentino, de través, e de manobras bruscas, em alta velocidade. Julgue o item a seguir acerca de solicitações externas à inclinação. 

Vento repentino de través pode atuar sobre a borda livre e a superestrutura da embarcação que navega em mar aberto e alterar sua estabilidade dinâmica. A força resultante da pressão do vento tende a deslocar a embarcação em movimento de deriva. Em oposição a essa força, age a resultante da pressão hidrostática desenvolvida na obra viva do bordo oposto da embarcação. Dessa forma, é gerado um momento que passa a inclinar a embarcação para o lado oposto à ação do vento.

Como o conceito de estabilidade da embarcação tem por fundamento o equilíbrio da embarcação, cujas categorias ocorrem em função da relação entre as posições do metacentro, do centro de gravidade e do centro de carena, julgue o item subsecutivo relativamente à estabilidade estática de corpos flutuantes. 

Quando o centro de gravidade está acima do centro de carena e esses dois estão abaixo do metacentro, a embarcação é estável para pequenos ângulos de banda.