Como as bóias são ancoradas? Sistemas de amarração de bóias explicados por especialistas marinhos

Quando uma bóia repousa na entrada de um porto, ela parece se mover com as ondas, mas na verdade nunca se afasta. Isso não é sorte. Uma bóia é mantida no lugar por um sistema de amarração projetado em torno de um princípio simples: a parte flutuante deve estar conectada ao fundo do mar através de um componente que possa absorver a energia do vento, das ondas e da corrente sem transmitir um solavanco violento à âncora.

Na prática, uma bóia é ancorada com uma âncora ou chumbada no fundo, uma corrente subindo até a bóia e algemas ou articulações entre cada seção. A corrente fica pendurada em uma curva chamada catenária, que funciona como uma mola. Quando a bóia é empurrada lateralmente, parte da corrente se eleva do fundo do mar, aumentando gradativamente a tração da âncora. É por isso que as bóias podem sobreviver a tempestades que quebrariam uma linha esticada.

Os quatro componentes de um sistema de amarração de bóias

Cada bóia de amarração, desde um pequeno marcador de rio até uma grande bóia de dados offshore, compartilha a mesma estrutura básica. Geralmente você pode separar o sistema em quatro partes.

O casco da bóia é a única parte visível. Os cascos de aço são preferidos para instalações permanentes porque resistem melhor ao impacto, aos danos UV e à abrasão do que os de plástico. Uma bóia esférica de aço, por exemplo, pode servir como ponto de atracação para barcos de recreio ou como marca de navegação em águas costeiras durante décadas.

Bóia esférica de aço marinho para amarração e navegação permanentes Esta bóia esférica de aço oferece desempenho de flutuação estável através de força distribuída uniformemente e alta resistência ao tombamento. Ele pode suportar sensores de navegação ou meteorológicos, tornando-o ideal para aplicações costeiras e marítimas de longo prazo. Ver Produto →

A corrente é o conector mais comum porque seu peso cria o efeito catenária. Às vezes, a corda é usada em sistemas temporários, mas amarrações com todas as correntes são consideradas mais confiáveis ​​para instalações de longo prazo.

Como a âncora ou chumbada mantém a bóia no lugar

Uma âncora ou chumbada resiste a dois tipos de cargas: tração horizontal das correntes e do vento e elevação vertical das ondas que atuam na bóia. Para a maioria das amarrações de bóias, a carga horizontal é muito maior que a elevação vertical. O equipamento de solo necessita, portanto, de uma grande área de superfície contra o solo ou de uma grande massa para resistir ao deslizamento.

Existem três abordagens práticas:

• Âncoras flutuantes , como Danforth ou tipos de alto poder de retenção, enterram-se quando a tração horizontal é aplicada. Eles funcionam melhor em areia, lama ou argila.
• Âncoras sem estoque são comuns em navios, mas menos comuns em bóias permanentes; eles dependem de seu peso e de grandes barbatanas para se prenderem ao fundo do mar.
• Chumbadas de peso morto , feitos de concreto, aço ou ferro fundido, simplesmente assentam no fundo e contam com o atrito e a massa. São a opção mais previsível em rocha ou areia muito dura.

As condições do fundo do mar determinam qual abordagem utilizar. Um fundo lamacento pode segurar muito bem uma âncora com pontas, mas a mesma âncora pode falhar em rocha lisa. Uma chumbada pode deslizar na lama macia porque não tem superfície enterrada para se agarrar. Você deve sempre realizar um levantamento do fundo do mar ou usar uma carta local antes de escolher o equipamento de solo.

Para obter uma visão geral dos estilos de âncora mais comuns e onde cada um tem melhor desempenho, consulte nosso guia completo para tipos de âncora .

Por que a cadeia é a espinha dorsal do sistema

A corrente entre a bóia e a âncora faz mais do que conectar os dois pontos. Seu peso confere à amarração sua capacidade única de liberar energia lentamente. À medida que a bóia se move lateralmente, a corrente se eleva do fundo do mar e o comprimento levantado aumenta gradualmente a tração da âncora. Se a mesma conexão fosse feita com uma corda leve, a carga aumentaria instantaneamente e poderia puxar a âncora ou quebrar a conexão.

Duas características da corrente são importantes: diâmetro e comprimento.

• Comprimento geralmente está relacionado à profundidade da água. Nas amarrações de bóias permanentes, um projeto comum usa comprimento de corrente igual a três a cinco vezes a profundidade da água. Uma corrente mais longa reduz o ângulo da âncora, o que melhora a fixação.
• Diâmetro é escolhido de acordo com a carga esperada, profundidade da água e grau da corrente. Uma corrente subdimensionada desgasta-se rapidamente no ponto em que toca o fundo do mar, enquanto uma corrente sobredimensionada acrescenta peso e custo desnecessários.

A corrente de aço usada nas amarrações de bóias é geralmente galvanizada a quente para resistir à corrosão. O aço inoxidável é usado em situações especiais, como bóias científicas, onde a resistência à corrosão é mais importante que o custo. Uma corrente de ancoragem padrão é uma escolha comprovada para sistemas de bóias permanentes porque resiste a dobras e fornece uma superfície lisa para a curva da catenária.

Corrente de âncora Stud-Link galvanizada por imersão a quente para sistemas de bóias Apresentando uma ampla faixa de diâmetro de 12,5 mm a 162 mm, esta corrente de ancoragem com pinos oferece resistência à tração e à corrosão adequada para amarrações permanentes. Seu design minimiza dobras e oferece suporte a desempenho confiável da catenária. Ver Produto →

Quando as seções da corrente são unidas, muitas vezes é instalado um suporte giratório entre a bóia e a corrente ou entre a corrente e a âncora para evitar torção.

Chumbadas: um equipamento terrestre confiável para fundos marinhos difíceis

Embora as âncoras com pontas sejam eficazes em fundos macios, muitas instalações de bóias permanentes usam chumbadas. Uma chumbada é uma massa pesada colocada no fundo do mar, e sua força de retenção vem do peso e do atrito, e não da penetração no solo.

As chumbadas de concreto são baratas e podem ser moldadas em uma ampla variedade de formatos, o que as torna a escolha padrão para muitos empreiteiros de amarração. As chumbadas de ferro fundido e aço oferecem maior densidade, por isso ocupam menos espaço e podem ser utilizadas em áreas com forte corrente onde um bloco de concreto maior seria difícil de manejar. A tabela abaixo resume as compensações.

Quando uma chumbada é especificada, um olhal de içamento ou um laço de corrente embutido geralmente é fundido ou soldado na massa. Esse ponto de fixação deve ser forte o suficiente para suportar toda a carga de ruptura da corrente de amarração, porque toda a força da bóia passa através dele.

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O peso correto de uma chumbada depende do deslocamento da bóia, da corrente da água e da profundidade. Um ponto de partida comum para uma bóia de navegação média é uma chumbada pesando aproximadamente três a cinco vezes o peso da corrente no fundo do mar. Um cálculo de engenharia dedicado é sempre melhor do que uma regra prática.

Combinando a amarração com a aplicação da bóia

Bóias diferentes enfrentam regimes de carga muito diferentes. Uma bóia de navegação que marca um canal está exposta a vento constante e corrente de maré; deve manter a posição com pouca tolerância. Uma pequena bóia de amarração de iate está sujeita a cargas de choque repetidas quando os barcos se aproximam e saem, o que pode tirar a âncora do solo macio. Uma bóia ancorada ao lado de um curral de aquicultura experimenta correntes constantes e forças de ondas de alta frequência, portanto seu sistema de retenção precisa de uma âncora mais forte e de uma corrente mais longa.

A profundidade da água é uma das variáveis mais importantes. Em águas rasas, a corrente pode ficar apoiada no fundo do mar durante uma grande parte do seu comprimento, o que aumenta o atrito e reduz a carga da âncora. Em águas profundas, a maior parte da corrente fica pendurada na coluna de água, então a âncora deve suportar mais carga. É por isso que uma bóia ancorada em 20 metros de água precisa de um equipamento de solo diferente de uma em 5 metros, mesmo que a bóia e o clima sejam idênticos. Ao contrário da âncora temporária de um barco, a bóia de amarração é uma instalação permanente, portanto a margem de projeto deve ser mais conservadora.

Instalação e cuidados de longo prazo

A instalação de uma bóia de amarração começa com um levantamento do fundo do mar para confirmar o tipo de fundo. O equipamento de solo é baixado primeiro, depois a corrente é estendida e presa à bóia. Após a bóia estar posicionada, a amarração é tensionada rebocando a bóia para trás ou puxando a corrente com um guincho de barco de trabalho. Isso remove a folga e fixa a âncora ou chumbada no fundo do mar.

Uma vez em serviço, a bóia de amarração fica exposta a movimentos constantes, o que pode causar desgaste em locais específicos: o primeiro elo da corrente da bóia, o pino da manilha e o ponto onde a corrente toca o fundo do mar. Uma inspeção anual deve abranger o seguinte:

• Confirme se a bóia não se moveu fora do raio designado.
• Verifique a corrente quanto a corrosão, elos esticados e rachaduras nas soldas.
• Verifique se as manilhas e as articulações giram livremente e se não estão desgastadas.
• Meça a profundidade na bóia e inspecione se a chumbada afundou muito.

Se você está planejando uma nova amarração ou tem dúvidas sobre uma antiga, o questões comuns sobre amarração e ancoragem contém respostas práticas sobre configuração e seleção de componentes.

Ancorar uma bóia corretamente não é uma questão de jogar um peso ao mar e esperar pelo melhor. É um sistema de componentes cuidadosamente combinados: uma bóia, uma corrente, conectores e uma âncora ou chumbada. A catenária da corrente absorve a energia das ondas, o equipamento de aterramento resiste à carga e a inspeção regular mantém todo o circuito confiável. Quando essas peças são escolhidas para a profundidade específica da água, fundo do mar e aplicação, uma bóia pode permanecer no lugar por muitos anos com apenas manutenção básica.