Stabilità della nave
Architettura > Statica
Suddivisione e stabilità
Tutte le navi da passeggeri e le navi da carico di 80 m di lunghezza dovranno avere stabilià in avaria in conformità ai dettati della SOLAS II-1 parte B-1. In particolare le navi saranno compartimentate in funzione della loro lunghezza e del loro criterio di servizio.
L’Autorità terrà in considerazione i miglioramenti disposti per limitare la penetrazione di acqua, quali ad esempio paratie longitudinali.
La regola 6 imposta il calcolo di "R": Required subdivision index per la verifica della conformità di statica della nave con il sistema probabilistico.
Il valore ottenuto da formule diverse per tutte le navi da passeggeri e per le navi da carico non inferiori ad 80 m., è un implicito critrio di servizio
La SOLAS II-1, Regola 5 Tratta la stabilità della “nave integra”.
Regola 5.1:
“Ogni nave da passeggeri indipendentemente dalle dimensioni e ogni nave da carico avente una lunghezza (L) ≥24 m., deve essere inclinata al suo completamento e devono essere determinati gli elementi della sua stabilità. In aggiunta a qualsiasi altro requisito applicabile del presente regolamento. Le navi di lunghezza pari o superiore a 24 m. costruite a partire dal 1 luglio 2010 devono essere conformi, come minimo, ai requisiti della parte A del Codice IS 2008”.
Il Codice “IS” Intact Stability.
Il Codice “IS” è stato creato per fornire requisiti obbligatori, trattati nella parte “A” e disposizioni raccomandate nella parte ”B”relative alla stabilità intatta, derivati dagli strumenti IMO del momento.La parte “A” è "mandatory" per la SOLAS II-1 R. 5.1, mentre la parte “B” contiene disposizioni “raccomandate”.
Il Codice, è uno strumento dinamico, soggetto ad aggiornamenti nel tempo, infatti è stato redatto con strumenti e conoscenze moderne, ma sempre soggette a miglioramenti futuri.
Nave danneggiata, precisazione
I requisiti di stabilità della nave danneggiata, si applicano alle navi da carico ≥ 80 m di lunghezza (L) e tutte le navi da passeggeri, indipendentemente dalla lunghezza, ma esclude quelle navi da carico che si dimostrano conformi alle disposizioni sulla suddivisione e sui danni alla stabilità in altri strumenti sviluppati dall'Organizzazione. Le navi saranno compartimentate tenendo conto del loro “criterio di servizio” e della loro lunghezza (Ls). Il più elevato grado di suddivisione sarà proprio delle navi di maggior lunghezza ed adibite al trasporto dei passeggeri.
IS Capitolo 2 Criteri generali
I criteri devono essere applicati per tutte le condizioni di carico di cui alla parte B, 3.3 e 3.4.
Parte B Regole 3.3 e 3.4
Al fine di verificare se i criteri di stabilità siano soddisfatti, si disegneranno curve di stabilità utilizzando le assunzioni del Codice “IS” per le condizioni di carico previste dall'armatore. Ove il proprietario della nave fornisse informazioni insufficientemente dettagliate, i calcoli dovrebbero essere effettuati per le condizioni di carico standard.
Le condizioni di carico standard di cui al testo del presente Codice sono le seguenti. (segue elenco titoli dei dettagli, rimandando alla versione aggiornata del Codice IS): Na nave passeggeri:, carico etc.
Contenuti: Ipotesi per il calcolo delle condizioni di carico; Calcolo delle curve di stabilità; Stabilità; Misure operative per le navi che trasportano carichi di legname su ponte di Coperta; Libretti operativi per alcune navi.
Premesso che si dovrà tenere cpnto di:
- Specchi liberi,
- malfunzionamento delle pinne stabilizzatrici,
- oresenza di ghiaccio su murate o ponti,
- acqua eventualmente trattenuta sui ponti,
- perdite di peso dovute a consumi,
Metodo metacentrico
Valido sino ad inclinazioni di 10° circa, comunque entro i limiti di una normale navigzione.
A nave inclinata, il centro di spinta si troverà in una diversa posizione dalla precedente; creerà una coppia Peso dell'acqua spostata (agente sul nuovo centro di spinta B' con direzione MB' e verso diretto in alto) e peso della nave agente sempre nel suo "centro del peso" G con verso in basso. I due vettori peso spinta creeranno il momento raddrizzante o stabilizzante con il "braccio" GZ.
Il braccio si otterrà:
GZ = GM senα
Braccio stabilizzante
SOLAS II-1 Regola 5: Stabilità a nave intatta
Tutte le navi da passeggeri, indipendentemente dalle dimensioni e le navi da carico di lunghezza (L) ≥ 24 m, devono essere sottoposte alla prova di inclinazione (inclination test) al loro completamento per determinare gli elementi della stabilità.
Le navi da carico, gemelle di un prototipo di cui si abbiano le necessarie informazioni, potrebbero non essere sottoposte alla prova di inclinazione, a condizione che la nave gemella del prototipo non discosti il suo peso di nave vacante di un valore superiore all'1% rispetto alla nave prototipo (vale per nave non inferiore a 160 m.; perentuali diverse per navi di minor lunghezza).
Le navi per il trasporto esclusivo di liquidi o minerali alla rinfusa possono essere dispensate dalla prova di inclinazione se fossero disponibili dati completi di navi simili preesistenti. Dai dati disponibili si dovrà evincere che l’altezza metacentrica sia più che sufficiente in tutte le condizioni di carico.
Ove si effettuino modifiche alla nave, tali che influiscano sulle “Informazioni della stabilità al comandante”, esse dovranno essere rielaborate opportunamente; se necessario la nave sarà re inclinata.
A intervalli non superiori a cinque anni, per tutte le navi da passeggeri si dovrà controllare il peso della nave vacante, per verificarne eventuali variazioni del "peso a nave vacante" e del centro del peso longitudinale. Se la deviazione dal valore precedente di nave vacante, superasse del 2% il dislocamento o si accertasse una deviazione del centro del peso longitudinale oltre l'1% di Lpp. , la nave sarà reinclinata.
Le navi debbono essere dotate della marcatura dei pescaggi, sia aprora che a poppa, al fine di detrminarne il suo peso.
SOLAS II-1 Regola 5-1, “Stability information” “informazioni al comandante”
Il comandante deve avere a sua disposizione un documento contenente tutte le informazioni relative alla stabilità della nave. Le “informazioni al comandante” saranno tali da consentirgli, rapidamente e semplicemente, di ottenere una guida accurata per quanto riguarda la stabilità della nave in varie condizioni di servizio.
Contenuto:
- curve o tabelle dell'altezza metacentrica operativa minima (GM) rispetto a quella di progetto che assicuri la conformità ai requisiti di stabilità per nave intatta e nave danneggiata;
- curve o tabelle del centro del peso verticale massimo ammissibile (KG);
- istruzioni relative al funzionamento di dispositivi atti a contrastare l’allagamento trasversale;
- altri dati e suggerimenti che potrebbero essere necessari per mantenere la stabilità intatte e la stabilità richieste dopo il danno.
IS Code, Principi relativi alle proprietà della curva del braccio di stabilità
- L'area sotto la curva del braccio di stabilità (curva GZ) non deve essere inferiore a 0,055 metri-rad. fino a φ = 30° di sbandamento e
- non inferiore a 0,09 metri-rad. sino a φ = 40° o all'angolo di allagamento (downflooding) φf, ove esso fosse inferiore a 40°.
- l'area sotto la curva della leva di raddrizzamento (curva GZ), tra gli angoli di sbandamento di 30° e 40°, o tra 30° e φf (se tale angolo è inferiore a 40°), non deve essere meno di 0,03 metri-rad..
Il braccio di stabilità GZ deve essere di almeno 0,2 m all'angolo di sbandamento ≥30°.
Il massimo braccio di stabilità dovrà realizzarsi ad un angolo di sbandamento ≥ 25°. Se ciò non avviene, possono essere applicati criteri alternativi, basati su un livello di sicurezza equivalente, previa approvazione dell'Autorità.
L'altezza metacentrica iniziale GMo non deve essere inferiore a 0,15 m.
1) GMi raggio metacentrico iniziale > 0.15 m.
2) GZ >= 0,20m. per sbandameno >= 30°
3) Max GZ, massimo braccio di stabilità si deve realizzare oltre 25°
4) Rad. = 57,2958 degrees
Criterio di vento forte e di rollio (weather criterion)
La capacità di una nave di opporsi agli effetti combinati del vento al traverso e del rollio, deve essere comprovata con i quattro criteri sotto riportati:
• la nave è soggetta a una pressione del vento costante che agisce perpendicolarmente alla linea centrale della nave che si traduce in una leva di sbandamento dovuta al vento costante (/w1);
• dall'angolo di equilibrio risultante (θ0), si presume che la nave rolli a causa dell'azione delle onde fino a un angolo di rollio (θ1) sopravvento. L'angolo di sbandamento sotto l'azione del vento costante (θ0) non deve superare i 16 ° o l'80% dell'angolo di immersione del bordo del ponte, quale dei due sia inferiore;
• la nave è quindi sottoposta a una raffica di vento che si traduce in una angolodi sbandamento dovuto alla raffica (/ w2) e
• in queste circostanze, l'area "b" deve essere uguale o maggiore dell'area "a".
https://www.youtube.com/watch?v=nPyPQ-ScN_U (canale younoinavi, "Determinazione di G")
L’angolo alfa sarà determinato con più misurazioni effettuate con filo di acciaio armonico sospesoil più alto possibili, ad esempio nellla via di corsa dell’ascensore. I sistemi di rilevamento saranno posti nella mezzeria della nave. L’immagine è conforme allo schema dell’“Intact stability code”, Annex I, Detailed guidance for the conduct of an inclination test.
Inclination test
La nave sarà inclinata al termine della costruzione.
Il GM si otterrà inclinando la nave tramite lo spostamento noto di un peso noto.
Una volta spostato il peso noto, della quantità nota, la nave si inclinerà stabilmente di un angolo modesto.
L'equilibrio è rappresentato dall'eguaglianza del momento stabilizzante e del momento sbandante dovuto allo spostamento del peso.
GM ∆ senα=p y cosα GM = (p y)/(∆ tgα)
Prova di stabilità
La prova di inclinazione può essere omessa per le navi gemelle qualora si possiedano i dati relativi al peso della nave vacante, centro del peso e stabilità della nave gemella capo serie. I dati delle navi gemelle, a seguido di verifica documentale, non dovranno eccedere dell’1% per il dislocamento a nave vacante e 0,5% di Ls per il centro del peso longitudinale, per le navi maggiori. ...