terça-feira, 16 de novembro de 2010

Lastro do navio

Os navios de carga ficam sujeitos a uma grande redução de seu peso quando são descarregados e a um aumento expressivo de peso quando são carregados. A parte do navio que fica submersa, todavia, não pode variar muito, pois, as grandes ondas e ventos laterais poderiam fazer com que o navio tombasse em pleno mar. Como esse problema é resolvido? Descubra neste experimento.

Materiais necessários

  • Duas garrafas PET de 500 ml
  • Dois balões
  • Mangueiras transparentes do tipo usado em bombas de aquário
  • Fita isolante
  • Pistola de cola quente
  • Fita adesiva
  • Um aquário
  • Estilete
  • Uma forma para fazer pão


Estilete, garrafas, balões, fita isolante e mangueiras.

Pistola de cola quente.

Aquário, fita adesiva e forma.
Prender as mangueiras nas tampas de garrafa

Primeiro, precisamos perfurar duas tampas de garrafa PET de modo que seja possível introduzir nesses furos um pedaço de mangueira com aproximadamente 31 cm de comprimento. Note que o furo não pode ser largo de modo a prejudicar a vedação do sistema. Depois disso, passamos as pontas do pedaço de mangueira pelas duas tampas de garrafa.


Furo na tampinha.

Mangueira com as tampinhas.
Montando o sistema de lastro

Com fita isolante, prendemos um balão em cada ponta do pedaço de mangueira que passamos pelas tampas de garrafa. Mais uma vez, é importante ter cuidado para evitar vazamentos de ar na conexão entre os balões e a mangueira. Em seguida, fazemos dois furos em cada garrafa PET, um na parte "de baixo" e um "em cima". Isso será importante, pois a água deverá entrar no furo de baixo, enquanto o ar sairá pelo furo de cima. Para equilibrar melhor o navio, convém fazer vários furos distribuídos pela garrafa.


Balão preso a mangueira.

Cortando a garrafa na parte inferior.

Furo pronto.

Prendendo o tubo para inflar os balões

A melhor forma de realizar este passo é furar o pedaço de mangueira preso as tampas e balões em sua parte medial e ligar um segundo tubo nesse corte, de modo a formar uma estrutura semelhante a letra "Y". Um segundo pedaço de mangueira com 34 cm de comprimento e diâmetro menor do que aquele utilizado para unir os balões e as tampas de garrafa deverá, então, ser encaixado neste furo. Para vedar, utilize cola quente e/ou fita isolante. A aparência da montagem após ser concluída será semelhante a de um estetoscópio usado pelos médicos para auscultar os pulmões de seus pacientes.


Furo na parte medial da mangueira.

Ligação entre as mangueiras.

Vedação com fita isolante e cola quente.

Montagem concluída.
Adicionar um “porta pesos”

Para simular a carga e a descarga do navio vamos utilizar uma forma de pão. Com o mecanismo principal finalizado no passo 3, colocamos as tampinhas nas duas garrafas PET, que foram previamente furadas, e unimos as garrafas com fita adesiva. Tendo esse sistema de lastro inteiramente montado, colamos uma forma de pão nas garrafas com fita adesiva.


Unindo as duas garrafas.

Garrafas presas a forma.

Montagem concluída.

Montagem concluída.
Simulando o funcionamento de um tanque de lastros de navio

Para simular a carga e a descarga do navio inserimos a forma de pão dentro de um aquário contendo água. É interessante fazer uma linha com uma caneta de retroprojetor ao longo da forma de pão, de modo a indicar o nível ideal de submersão do casco de nosso simulador de navio. Ao colocar um objeto qualquer dentro da forma de pão nós simulamos o carregamento do navio. A forma de pão, nessas circunstâncias, irá afundar na água e o nível ideal de submersão será ultrapassado. Para manter a parte submersa no nível ideal, será preciso inflar os balões, de modo a expulsar parte da água contida nos tanques de lastro. Ao retirar a carga de dentro da forma de pão, nós simulamos o descarregamento do navio. Nesse caso, o casco do nosso simulador de navio irá emergir, saindo novamente do nível ideal. O modo de evitar que isso aconteça é permitir que o ar abandone os balões dos nossos tanques de lastro. A água voltará a penetrar nos tanques e o sistema voltará às condições ideais.


Video mostrando o funcionamento do tanque de lastro.
  O que acontece

No inicio, a água ocupa todo o interior de cada um dos tanques de lastro, representados pelas garrafas PET. Quando o navio é carregado, ele enche seus tanques de lastro de ar para expulsar a água e diminuir sua densidade média.segundoPara entender esse processo, podemos usar a fórmula de densidade (D) = (m)/(v), onde (D) é a densidade, e (m) é a massa que ocupa um determinado volume (v). Como o volume do navio é constante, a introdução ou retirada de água de seus tanques de lastro provoca o aumento ou a diminuição da massa total do navio e varia sua densidade Outro modo de entende esse mesmo processo é usar o conceito de empuxo. O empuxo é a força exercida pela água do mar sobre o casco do navio. É justamente essa força que impede o navio de afundar. Acontece que o empuxo é igual ao peso da água deslocada pelo navio. A introdução de ar nos tanques de lastro aumenta a quantidade de água deslocada e eleva o valor do empuxo. É essa introdução de ar nos tanques que permite ao navio receber mais carga sem afundar seu casco além do nível de submersão ideal.
Para saber mais

Os navios e seu sistema de lastro podem causar vários impactos ambientais. Por viajar grandes distâncias no mar, os navios transportam diversas espécies de bactérias, larvas, plantas e animais provenientes de lugares distantes que podem invadir um ecossistema e, por falta de predadores, tornarem-se uma praga invasora.
Fonte: http://www.pontociencia.org.br/experimentos

Um comentário:

  1. Oi Ediana achei sensacional seu Blog
    Tomo a liberdade de me tornar sua seguidora
    É tudo muito criativo
    Parabéns
    Em tempo andei alimentando seu hamister
    Uma graça

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