Onda
No contexto do movimento e da navegação, o termo “swell” refere-se às ondas longas, muitas vezes ininterruptas, que se propagam pela superfície do oceano, originadas por sistemas meteorológicos distantes. Essas ondas são caracterizadas por comprimentos de onda e períodos mais longos em comparação com as ondas de vento geradas localmente. Na navegação, compreender o “swell” é fundamental para garantir a segurança e a eficiência das operações marítimas, pois ele afeta a estabilidade, a velocidade e o consumo de combustível da embarcação.
As ondas de swell são geradas pelo vento que sopra sobre uma grande área da superfície do oceano. Os principais fatores que contribuem para a formação dessas ondas incluem:
- Velocidade do vento: Ventos fortes geram ondas com maior energia.
- Duração do vento: quanto mais tempo o vento sopra, mais energia é transferida para as ondas.
- Fetch: A distância percorrida pelo vento sem interrupção. Um fetch maior resulta em ondas mais desenvolvidas.
Depois que o vento cessa ou a tempestade se afasta, essas ondas continuam a se propagar pelo oceano na forma de ondulação, percorrendo longas distâncias com perda mínima de energia.
Ondas de swell
Os engenheiros costumam caracterizar as ondas de inchaço por meio dos seguintes parâmetros:
- Ondas de comprimento de onda longo: A distância entre cristas sucessivas pode ser significativamente maior do que a das ondas de vento.
- Períodos longos: O intervalo de tempo entre cristas sucessivas das ondas (período da onda) é mais longo, variando frequentemente de 10 a 20 segundos ou mais.
- Consistência: As ondas de maré apresentam um padrão mais uniforme em comparação com a natureza irregular das ondas de vento.
Compreendê-lo é vital para manter a estabilidade e a segurança da embarcação. Pode causar arfagem (movimento para cima e para baixo – Pitch) e balanço (movimento de um lado para o outro – Roll) significativos nas embarcações. Arfagem e balanço excessivos podem levar ao deslocamento da carga, estresse estrutural e desconforto da tripulação.
Em certas condições, grandes ondas de swell podem representar risco de broaching (perda de controle da direção) e emborcamento, particularmente para embarcações menores e aquelas com centros de gravidade elevados.
Navegar perpendicularmente ou contra o swell aumenta a resistência. Consequentemente, isso também eleva o consumo de combustível. Portanto, os navegadores geralmente planejam rotas. Essas rotas, em contraste, permitem que as embarcações se movam na direção do swell. A previsão da altura das ondas de swell é fundamental para o planejamento; da mesma forma, a previsão do período das ondas de swell também é essencial para o planejamento. Em última análise, isso ajuda a determinar os ajustes ideais de curso e velocidade. Essas mudanças, além disso, minimizam o uso de combustível. Além disso, elas também ajudam a evitar condições de navegação adversas.
Mitigação do impacto do swell no movimento vertical
Os sensores inerciais são um componente crucial em sistemas ativos de atenuação de balanço para embarcações marítimas. Eles não mitigam diretamente, mas fornecem os dados de movimento essenciais e em tempo real que permitem aos sistemas ativos neutralizar os efeitos do balanço no navio.
O processo de atenuação envolve três etapas principais: Medição, Predição e Compensação.
Os sensores combinam giroscópios e acelerômetros. Eles medem com precisão o movimento de seis graus de liberdade (6-DOF) da embarcação. Os acelerômetros medem os movimentos translacionais. Esses movimentos incluem arfagem vertical (heave), avanço (surge) e derivagem (sway). Além disso, os giroscópios medem os movimentos rotacionais. Esses movimentos são balanço transversal (roll), arfagem (pitch) e guinada (yaw).
