O que é uma pedra marinha que afunda? Tipos, compatibilidade do fundo marinho e guia de seleção

A pedra marinha afundando - mais precisamente chamado de chumbada de amarração, peso de moita ou bloco de lastro de concreto / ferro - é um peso pesado baixado ao fundo do mar e conectado por corrente a uma bóia, marca de navegação ou amarração de navio para mantê-lo em uma posição fixa. A escolha certa depende quase inteiramente do tipo de fundo do mar: pedras de peso morto (blocos de concreto ou ferro) são adequadas para fundos duros, rochosos ou arenosos onde não é possível cavar, enquanto âncoras em formato de cogumelos ou pirâmides são adequadas para lama macia ou areia onde o design pode cavar e usar a sucção para obter poder de retenção extra. Escolher o tipo errado para a composição do fundo é o motivo mais comum para uma amarração se arrastar ou falhar.

Abaixo, detalhamos como essas chumbadas são dimensionadas, quais materiais e formatos apresentam melhor desempenho em diferentes condições do fundo do mar e os números reais de poder de retenção que devem orientar uma decisão de compra ou instalação.

O que uma pedra marinha afundando realmente faz

Em sistemas de amarração e navegação, o trabalho de um chumbador é fornecer massa descendente suficiente ou resistência de escavação para evitar que uma bóia, marcador de canal ou ponto de ancoragem fique à deriva ou seja solta pela corrente, maré, vento ou ação das ondas. É normalmente conectado à bóia de superfície por um comprimento de corrente pesada, chamada de riser, com a própria chumbada assentada ou embutida no fundo do mar na posição designada.

Duas maneiras de um chumbador manter a posição

As chumbadas mantêm sua posição por meio de um dos dois mecanismos: puro peso morto , onde o bloco simplesmente depende de ser muito pesado para ser movido, ou sucção e incorporação , onde uma âncora moldada penetra no material do fundo e gera resistência adicional da lama ou areia circundante. As chumbadas de peso morto são mais simples e previsíveis, mas precisam ser consideravelmente mais pesadas do que uma âncora tipo embutimento para atingir o mesmo poder de retenção.

Materiais: Concreto vs. Ferro Fundido

Os dois materiais de chumbada mais comuns se comportam de maneira muito diferente quando submersos, e a diferença tem um impacto direto e calculável na quantidade de peso seco que você precisa comprar.

O concreto perde mais peso debaixo d'água

O concreto tem um peso unitário seco de aproximadamente 150 libras por pé cúbico , em comparação com cerca de 62,4 libras por pé cúbico para água do mar. Uma vez totalmente submerso, o concreto pode ser até 45% mais leve que seu peso seco , porque a sua densidade relativamente baixa significa que a flutuabilidade anula uma grande parte da sua massa. O ferro fundido, sendo muito mais denso, perde apenas cerca de 10% do seu peso debaixo d’água – o que significa que um determinado peso seco de ferro proporciona uma força de retenção real significativamente maior quando está no fundo do mar.

Por que o concreto ainda é amplamente utilizado

Apesar da penalidade de peso submerso, o concreto continua sendo o material de chumbada mais comum porque é barato, pode ser pré-moldado em moldes personalizados em escala e pode incorporar reforço de arame ou parafusos de olhal embutidos durante a fundição. Para uma determinada meta de poder de retenção, as chumbadas de concreto simplesmente precisam ser dimensionadas maiores do que uma unidade equivalente de ferro fundido para compensar a maior perda de flutuabilidade.

Combinando o formato da chumbada com o tipo de fundo marinho

A forma determina se uma chumbada depende puramente da massa ou obtém poder de retenção extra ao cavar no fundo - e a forma correta depende muito da composição do fundo do mar.

Âncoras em forma de cogumelo para lama macia e areia

As âncoras em forma de cogumelo, normalmente fundidas em ferro, usam uma tampa em forma de copo que afunda no material macio do fundo e cria sucção à medida que se fixa. Eles são o tipo de âncora de amarração mais comum e estão disponíveis em pesos de 25 libras até 1.000 libras ou mais , com uma regra prática de dimensionamento comum sendo 5 a 10 vezes o comprimento do barco em libras. Eles têm um desempenho ruim em fundos duros ou rochosos, já que não há nada onde a tampa possa cavar.

Âncoras de pirâmide para maior poder de retenção por quilo

As âncoras em forma de pirâmide apresentam uma borda de escavação que penetra no fundo mais rápido e mais profundamente do que uma forma de cogumelo, e a ampla área de superfície gera forte sucção à medida que se aprofunda. As âncoras em pirâmide normalmente fornecem 3 a 10 vezes o seu peso seco em força de retenção - por exemplo, uma âncora piramidal de 650 libras pode fornecer cerca de 6.500 libras de força de retenção, uma vez totalmente encaixada, tornando-a consideravelmente mais eficiente por libra do que um bloco de peso morto simples.

Blocos de peso morto para fundos duros ou rochosos

Em fundos duros, rochosos ou muito compactados, onde nada pode penetrar, um concreto simples ou bloco de ferro é a solução padrão. Como a força de retenção aqui vem puramente da massa, esses blocos precisam ser substancialmente mais pesados ​​- uma amarração de peso morto de concreto de 8.000 libras normalmente fornece apenas cerca de 4.000 libras de força de retenção real, aproximadamente metade do seu peso seco, uma vez que não obtém nenhum benefício de embutimento ou sucção.

Segurando o poder por tipo de chumbada

A tabela abaixo resume como os principais tipos de chumbadas e âncoras se comparam no poder de retenção em relação ao seu peso, com base em dados de campo típicos para cada projeto.

A figura da âncora de parafuso é impressionante no contexto: um caso referenciado descreve um conjunto adequado Âncora de parafuso de 150 libras exibindo poder de retenção equivalente a um Chumbada de concreto de 40.000 libras . Essa lacuna ilustra o quanto o poder de retenção baseado em incorporação pode superar o puro peso morto - embora as âncoras de parafuso exijam equipamento de instalação especializado e não sejam adequadas para fundos rochosos ou muito duros.

Dimensionando uma chumbada: fatores práticos para confirmar

Antes de encomendar ou despejar uma chumbada, confirme esses fatores, pois errar qualquer um deles pode subdimensionar todo o sistema de amarração.

1. Composição do fundo marinho. Teste ou examine o material real do fundo – lama mole, areia, argila compactada ou rocha – uma vez que este único fator determina se uma âncora moldada ou um bloco de peso morto simples é apropriado.
2. Profundidade da água e amplitude das marés. Águas mais profundas e maiores oscilações de maré aumentam a carga que a corrente e o riser transmitem ao chumbador, o que influencia tanto o peso do chumbador quanto o tamanho da corrente.
3. Peso e exposição da embarcação ou estrutura. Uma embarcação maior ou uma bóia exposta a fortes correntes, vento ou condições de tempestade requer proporcionalmente mais poder de retenção do que uma amarração protegida e com carga leve.
4. Perda de peso material e submerso. Considere a perda de peso submerso de aproximadamente 45% do concreto versus a perda de aproximadamente 10% do ferro ao comparar as cotações de peso seco entre os materiais.
5. Método de instalação disponível. Os blocos de peso morto podem ser baixados por barcaças e guindastes; âncoras moldadas e roscadas podem exigir a instalação de mergulhadores ou equipamento hidráulico especializado, o que afeta tanto o custo quanto a profundidade viável.

Principais conclusões

A eficácia de uma pedra marinha que afunda se resume a combinar seu material e formato com o fundo do mar em que está assentada, e não apenas comprar a opção mais pesada disponível. Blocos de concreto ou ferro de peso morto são o padrão confiável para fundos duros ou rochosos, enquanto âncoras moldadas como pirâmides e âncoras de parafuso proporcionam dramaticamente mais poder de retenção por quilograma em lama ou areia – em alguns casos documentados, uma âncora devidamente encaixada pesando algumas centenas de quilos supera um bloco de peso morto muitas vezes maior que o seu tamanho. Confirmar o tipo real de fundo do mar antes de selecionar uma chumbada é o passo mais importante para evitar uma amarração que se arraste ou falhe sob carga.