Tabela de Carga de Guindaste
Leia a tabela. Depois verifique a base de carga.
Encontre a célula correta da tabela, identifique a premissa do fator dinâmico e separe a carga suspensa bruta da carga útil líquida.
Leia uma célula da tabela, passo a passo.
EXEMPLO A · Tabela ilustrativa do gancho principal offshore. A interseção marcada é o raio de 20 m e a faixa Hs ≤ 2.5 m.
| Raio de içamento | Capacidade nominal — piso ψ 1.30 | Hs ≤ 2.0 m — ψ ≈ 1.5 | Hs ≤ 2.5 m — ψ ≈ 1.7 | Hs ≤ 3.0 m — ψ ≈ 1.95 |
|---|---|---|---|---|
| 12 m | 10.0 t | 8.7 t | 7.6 t | 6.7 t |
| 16 m | 8.4 t | 7.3 t | 6.4 t | 5.6 t |
| 20 m | 6.9 t | 6.0 t | 5.3 t | 4.6 t |
| 24 m | 5.6 t | 4.9 t | 4.3 t | 3.7 t |
- Encontre a linha do seu raio. Use o raio de trabalho no ponto mais crítico da trajetória de içamento — o raio aumenta conforme a lança se abre, e a capacidade cai junto.
- Escolha a coluna do estado de mar. Use a altura significativa de onda prevista Hs para a operação e arredonde para cima até a próxima faixa da tabela — entre colunas, aplica-se a mais desfavorável.
- Leia a interseção. Essa célula é a carga suspensa bruta admissível para o caso, não a carga líquida. Subtraia gancho, cabeamento, acessórios de amarração, spreader, equipamentos abaixo do gancho e demais taras suspensas para obter a margem de carga útil líquida.
- Verifique a base. O salto entre colunas é um fator dinâmico ψ fixo incorporado a esta tabela ilustrativa. Se ψ for calculado a partir da massa suspensa efetiva total, resolva o fator e essa massa concentrada em conjunto, como mostrado abaixo. O artigo sobre o DAF explica de onde vem o fator — e como a compensação o reduz.
O fator muda com a massa?
EXEMPLO B · Um caso resolvido à parte: uma célula de referência de 10 t da tabela com fator mínimo de 1.30. Esses ramos usam premissas diferentes; isto não é uma comparação com/sem compensação.
Use a regra de proporção.
O fator é fornecido de forma independente e não muda com a massa suspensa.
Resolva massa e fator em conjunto.
Na fórmula de velocidade, o fator aumenta à medida que a massa suspensa efetiva diminui.
Dados de entrada publicados: vr = 1.25 m/s e k = 400 kN/m.
Veja o cálculo acoplado ↗Confirme a tabela aprovada e a base do projeto antes de aplicar qualquer um dos ramos. Estes são exemplos resolvidos do artigo, não valores certificados de tabela de carga para um projeto.
A margem bruta não é a carga líquida.
Subtraia gancho, cabeamento, acessórios de amarração, spreader, equipamentos abaixo do gancho e demais taras suspensas da margem bruta.
O que está causando o pico de carga?
Use o guia de equipamentos existente para distinguir um evento de choque único de um movimento cíclico repetido pelas ondas.
Equações, premissas e orientações de apoio.
A seguir, a explicação técnica completa, com seus valores originais, referências e cálculos resolvidos.
Uma tabela de carga de guindaste especifica a carga máxima de trabalho segura (SWL) que um guindaste pode içar em diferentes raios, comprimentos de lança e ângulos. Offshore, a capacidade disponível na tabela deve ser verificada em relação ao carregamento dinâmico, pois o gancho, a carga útil, o convés e a superfície do mar podem se mover uns em relação aos outros.
O fator de carga dinâmica (ψ), frequentemente discutido junto com o DAF, é o multiplicador que a regra aplicável aplica à carga suspensa estática total na referência da tabela ao fazer a verificação. Os dois estão relacionados, mas não são intercambiáveis: um DAF é uma razão de resposta medida ou calculada para um canal de carga declarado, enquanto ψ segue o próprio conjunto de regras da tabela. Um fator de 1.5 significa que o guindaste e os acessórios de amarração devem suportar 50% mais carga do que a referência de carga suspensa estática declarada.
De onde vem a carga extra
As maiores reduções de capacidade normalmente vêm da velocidade relativa e de mudanças bruscas de tensão:
- Desprendimento de um barco de suprimento ou balsa – o gancho do guindaste e o convés de carga podem se mover em direções opostas. Se o gancho sobe enquanto o convés ou o contêiner desce, a lingada pode passar de frouxa a totalmente carregada quase instantaneamente. Essa carga de impacto pode superar a carga útil estática por uma margem considerável.
- Travessias da zona de respingo – a flutuabilidade, o arrasto, a massa adicional e a velocidade das partículas de onda mudam rapidamente à medida que a carga atravessa a superfície livre. O resultado é uma carga no gancho variável e um fator dinâmico mais alto.
- Elasticidade do guindaste e do cabo – o guindaste, o cabo, as lingadas e a carga útil se comportam como um sistema massa-mola, de modo que um movimento rápido ou um sincronismo inadequado pode amplificar o pico de tensão.
- Desprendimento, pouso e enganchamento acidental – eventos breves podem dominar a carga máxima no gancho mesmo quando o estado de mar médio parece aceitável.
O fator de carga dinâmica reúne esses efeitos em um único número aplicado à tabela de carga do guindaste.
Como calcular a velocidade relativa?
Para içamentos de convés, as regras de classificação costumam estimar a velocidade relativa como:
v_r =\frac{1}{2}v_L + \sqrt{v_c^2+v_d^2}Onde v_r é a velocidade relativa, v_L é a velocidade de içamento do guindaste, v_c é a velocidade vertical da ponta da grua devida ao movimento da embarcação, e v_d é a velocidade vertical do convés ou da carga útil devida ao movimento das ondas.
Estimamos v_c e v_d a partir de dados de resposta da embarcação, movimento medido, dados metoceânicos ou simulação no domínio do tempo. Quando os dados são limitados, podem ser usados valores conservadores baseados em regras.
Como calcular o fator dinâmico e a carga suspensa bruta admissível?
Para um guindaste convencional e um sistema de acessórios de amarração, um fator dinâmico pode ser estimado a partir da velocidade relativa, da rigidez e da massa concentrada suspensa efetiva total na referência da tabela:
\psi(m) =1 + \frac{v_r}{g} \sqrt{\frac{k}{m}}Aqui v_r é a velocidade relativa, g é a aceleração da gravidade, k é a rigidez efetiva do guindaste e do cabo, e m é a massa concentrada suspensa efetiva total na referência da tabela. Muitas verificações offshore também aplicam um fator mínimo definido pela regra e pela categoria de içamento.
Considere o caso resolvido usado abaixo: v_r=1.25\,\mathrm{m/s}, k=400\,\mathrm{kN/m}, uma célula de 10 t da tabela e um fator mínimo de 1.30. Para uma massa concentrada suspensa efetiva total inicial de 10 t:
\psi(10)=1+\frac{1.25}{9.81}\sqrt{\frac{400\,000}{10\,000}}=1.8059Há dois ramos de cálculo diferentes:
- Fator externo, independente da massa. Se ψ = 1.8 for um valor fixo de tabela de regras ou dado de entrada de análise, a regra de proporção dá 10(1.30/1.8)=7.2\,\mathrm{t}. O cartão de comparação e a Figura 1 abaixo ilustram esse ramo de fator fixo.
- Fórmula de velocidade dependente da massa. Se ψ vier da equação acima, ele aumenta à medida que a massa suspensa efetiva total diminui. Com m expresso em toneladas, \psi(m)=1+2.54842/\sqrt{m}, e a carga dinâmica admissível é 10(1.30)=13\,\mathrm{t}. Portanto:
Arredondado para fins de comunicação técnica, a carga suspensa bruta admissível acoplada é 6.50 t com ψ ≈ 2.00 — cerca de 35% abaixo da célula de 10 t da tabela. Isso não é carga líquida: subtraia gancho, cabeamento, acessórios de amarração, spreader, equipamentos abaixo do gancho e demais taras suspensas. Antes de aplicar a regra de proporção simples, confirme se o fator é independente da massa.
Reduzir cargas de impacto com absorção de choque, ou o movimento relativo entre gancho e carga útil com compensação de heave, pode aproximar o içamento do fator mínimo e reduzir a desclassificação de capacidade.
Comparação de fator fixo (independente da massa)
O cartão e a curva abaixo mostram o ramo separado da regra de proporção, em que ψ é um valor externo fixo que não muda com a carga útil. Trata-se de uma comparação simplificada, não uma tabela de carga POLARIS certificada nem o resultado acoplado ψ(m) acima.
Regra de proporção independente da massa: carga suspensa bruta admissível = capacidade da tabela × 1.30 / ψ fixo. Se um amortecedor de guindaste POLARIS mantiver o pico de carga próximo do fator mínimo, a mesma célula da tabela pode permanecer muito mais próxima da capacidade plena.
Como reduzir a desclassificação da tabela de carga
A questão prática não é apenas qual é o fator dinâmico, mas o que o causa. Casos de carga diferentes exigem equipamentos diferentes.
- Cargas de impacto e retirada de convés: use um amortecedor de guindaste POLARIS. O amortecedor adiciona curso controlado e amortecimento entre o guindaste e a carga útil, de modo que uma única discrepância de velocidade (retirada de convés, impacto, sobrecarga) é absorvida antes de se tornar um pico de carga no gancho. Ele precisa de tempo para se recompor entre eventos; onde ciclos de folga e impacto se repetem ao longo da zona de ondas, a compensação de heave é a ferramenta adequada.
- Travessias da zona de respingo e içamentos subsea: use compensação passiva de heave para reduzir o movimento relativo entre gancho e carga útil. RIGEL e CYGNUS cobrem os casos passivos mais simples; ANTARES é usado para içamentos subsea complexos ou de múltiplas etapas com flutuabilidade variável.
- Compensação ativa de heave em topside: use compensação ativa de heave onde o movimento residual precisa ser minimizado. Na prática, ela é reservada para a faixa restrita de casos em que o desempenho justifica o custo e a complexidade; para a maioria dos casos de tabela de carga, um compensador passivo adaptativo como o ANTARES fecha grande parte da diferença sem energia externa.
- Controles operacionais: use velocidade de içamento controlada, planeje um desprendimento suave, evite recontato, evite estados de mar ressonantes e use janelas climáticas adequadas. O equipamento reduz o pico de carga, mas o procedimento de içamento continua definindo as condições iniciais.
Para uma verificação inicial de produto, use o guia de seleção de compensador de heave. Para uma análise completa, envie o raio do guindaste, o SWL, a velocidade de içamento, a carga útil, o estado de mar, o período de onda e a sequência de içamento.
Normas e classificação
As tabelas de carga de guindastes para operações offshore são regidas pelas normas DNV-ST-0378, DNV-RP-N202, API 2C e EN 13852. Os produtos da Norwegian Dynamics são projetados e classificados de acordo com a DNV-ST-0378, quando aplicável.
Tabelas de carga de guindaste — perguntas frequentes
O que é uma tabela de carga de guindaste?
Por que as tabelas de carga de guindastes offshore são desclassificadas?
Qual fator dinâmico se aplica a um içamento offshore?
Como a carga suspensa admissível é calculada a partir da tabela de carga?
Como a desclassificação da tabela de carga pode ser reduzida?
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