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Obras de portos Você vai entender o arranjo geral dos portos com os tipos de estruturas utilizadas para canais, bacias e abrigos, além de identificar os itens para um bom projeto e construção de portos. Profa. Larissa Camporez Araújo 1. Itens iniciais Propósito A identificação dos arranjos gerais dos portos e suas funções somados ao conhecimento dos canais, bacias e abrigos são de suma importância para os engenheiros civis aplicarem as melhores soluções para os projetos e construções de obras portuárias. Objetivos Reconhecer as áreas de um porto e seu arranjo geral. Identificar as características de canais, bacias e abrigos de um porto. Identificar os aspectos importantes para o projeto de quebra-mar de talude. Reconhecer os documentos, estudos, equipamentos e condicionantes para o desenvolvimento de construções marítimas e portuárias. Introdução Neste vídeo, será feita uma breve introdução ao conteúdo que será abordado. Serão apresentadas as áreas de um porto e seu arranjo geral, características de canais, bacias e abrigos de um porto, aspectos importantes para o projeto de quebra-mar de talude e condicionantes para o desenvolvimento de construções marítimas e portuárias. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. • • • • 1. Tipos de arranjo geral Áreas de um porto e seu arranjo geral Neste vídeo, você conhecerá as áreas de um porto e o arranjo geral das obras portuárias. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Conhecendo um porto Classificações de um porto Você conhece as áreas de um porto e sabe realizar sua classificação, não sabe? Então, vamos juntos conhecer mais sobre um porto e suas classificações! O porto, na cadeia logística, é conhecido como um terminal multimodal de grande importância que, além do transporte marítimo, pode envolver o transporte rodoviário, o ferroviário, o dutoviário e/ou até mesmo o aéreo. Podemos realizar a classificação dos portos de acordo com sua natureza, localização e utilização. Os diversos modais de um terminal portuário. Vamos entender um pouco mais sobre um terminal portuário, mas antes, observe as dimensões de um navio: Dimensões características dos navios. Conforme indicado na figura, boca é a largura da embarcação e calado é a distância vertical entre a linha de água de flutuação da embarcação e a face inferior da quilha ou do apêndice do navio que se prolonga mais abaixo da linha de água. Para melhor compreensão do arranjo de um porto, vamos a algumas definições a seguir. Abrigo Refere-se à proteção da embarcação-tipo de ventos, ondas e correntes. A embarcação-tipo é um artifício utilizado para a confecção de projetos, logo não está relacionada à algum condicionante de confecção da embarcação, pelo menos no conjunto de suas características. O projeto da hidrovia é realizado para um comprimento " x " de embarcação, para uma boca " y " e para um calado máximo " z ", ou seja, x, y e z se referem às características da embarcação-tipo de uma dada hidrovia. Medida do calado de uma embarcação. O abrigo deve garantir ao navio condições de acesso à costa (chamado de acostagem) para a movimentação tanto de cargas quanto de passageiros por meio da obra de acostagem, onde há pontos para a amarração dos cabos da embarcação, garantindo, assim, movimentos reduzidos e mínimos esforços de atracação durante a operação portuária. Veja um navio atracado em abrigo no porto da baía de San Diego, EUA: Navio em abrigo no porto da baía de San Diego, EUA. Profundidade e acessibilidade No canal de acesso, nas bacias portuárias e nos berços de acostagem a profundidade da lâmina d’água deve ser compatível com as dimensões da embarcação-tipo (comprimento, boca e calado). Área de retroporto É referente à área terrestre destinada à movimentação de cargas (armazenagem, estocagem e administração portuária) e passageiros. Porto de Santos. Os acessos ao porto são necessários para prover eficiência tanto na chegada quanto na retirada de cargas e passageiros. Deve-se considerar a localização dos polos da infraestrutura de produção e urbana. Por isso, são necessários acessos terrestres, aquaviários e até mesmo aeroviários. Também é preciso de infovia para o controle de operações. Impacto ambiental A implantação de um porto acarreta impactos ao meio físico e ao meio biológico adjacente, além de ser necessária uma avaliação cuidadosa dos impactos socioeconômicos na região. Para a obtenção de licenças tanto prévia quanto de construção e operação de novos empreendimentos, é necessário um estudo multidisciplinar aprovado pelas agências de controle de meio ambiente governamentais. Os portos podem ser naturais ou artificiais de acordo com suas características de abrigo e acessibilidade. Entenda suas diferenças a seguir (ALFREDINI; ARASAKI, 2009): Portos naturais São aqueles em que as condições naturais para as embarcações-tipo não exigem obras ou que as obras são pequenas para os abrigos e os acessos a áreas de acostagem. São portos estuarinos com canais de barras de boa estabilidade. Portos artificiais São aqueles em que as obras de acostagem devem ser providas de obras de melhoramento de abrigo e acessos para a embarcação-tipo. Localização e utilização dos portos Com relação à localização dos portos, podemos classificá-los em: portos exteriores, portos interiores e portos ao largo. Vejamos: Portos exteriores São aqueles localizados diretamente na costa, podendo ser do tipo saliente à costa quando realizados aterros que avançam sobre o mar ou do tipo encravados em terra se ocorrer ganhos à terra, como píeres, canais, bacias e dársenas. Portos interiores São aqueles que podem ser estuarinos (como o Porto de Santos), lagunares ou no interior de deltas. Portos ao largo da zona de arrebentação São distantes da costa e podem não apresentar abrigo. Já com relação à utilização dos portos, podemos classificá-los quanto à carga movimentada e ao tipo de equipamento em: Portos de carga geral São portos que movimentam qualquer tipo de produto, desde sacarias até bobinas de aço, porém em pequenas quantidades. Nesses portos, é uma tendência o transporte dos produtos em contêineres. Portos especializados São portos que movimentam determinados tipos de cargas de forma predominante, podem ser tanto de exportação como de internação de carga. Como exemplos podemos citar: granéis sólidos ou líquidos (são cargas sem embalagens, como os minérios), contêineres, pesqueiros, de lazer (como as marinas), militares etc. Arranjo geral das obras portuárias Neste vídeo, você conhecerá as definições básicas sobre a natureza dos portos. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. O arranjo geral do porto está relacionado com o tipo de obra acostável que será implantada no porto em questão. Essa decisão envolve aspectos funcionais, econômicos e estéticos, e envolve ainda estudos dos impactos ambientais na região. A partir desse momento, vamos conhecer as obras de melhoramento adotadas nos arranjos portuários, que são elementos do arranjo geral. As obras de melhoramento do arranjo geral dos portos podem ser externas e internas. As externas estão sujeitas às ondas e correntes, e estão relacionadas às obras de abrigo (molhes, quebra-mares e espigões), das condições de acesso (guias-correntes), canais de acesso e bacias (espera e evolução). As internas são obras de acostagem, de estruturas para equipamentos para movimentação de cargas e no retroporto. Já as obras de dragagem são obras comuns para o melhoramento de portos e, geralmente, necessitam de um investimento muito alto. Obras portuárias encravadas na costa ou estuarinas Esta obra costuma ser realizada em embocaduras marítimas sendo, na maioria das vezes, complementada por dragagem e implementação de guias-correntes em alguns casos. Confira o porto de Itajaí, um exemplo de obra portuária estuarina: Arranjo geral de obra portuária estuarina. Agora observe o Porto de Itajaí (SC), exemplo de obra portuária encravada na costa,de um outro ângulo. Porto de Itajaí, SC. Obras portuárias salientes à costa e protegidas por molhes Os molhes são obras marítimas de engenharia hidráulica que apresentam estrutura costeira alongada, com uma extremidade em terra e a outra no mar, cujo objetivo é minimizar a ação das ondas e correntes marítimas. A seguir, perceba um arranjo geral de obra portuária saliente à costa e protegida por molhe no Porto do Forno (RJ): Arranjo geral de obra portuária saliente à costa protegida por molhe no Porto do Forno, RJ. E agora, O Terminal Ponta Ubu (ES): Arranjo geral do Terminal Ponta Ubu, ES. Obra portuária ao largo protegida por quebra-mar O quebra-mar, assim como o molhe, também é uma obra marítima de engenharia hidráulica, com estrutura costeira e que protege o porto da ação das ondas do mar. Porém, o quebra-mar possui as duas extremidades dentro da água. Observe agora o Terminal Portuário da Salgema em Maceió, AL; um exemplo de solução para um porto ao largo, abrigado com berço de atracação no tardoz de um quebra-mar isolado, destacado da costa, e uma longa ponte para ligação ao retroporto. Arranjo geral de obra portuária protegida por quebra-mar isolado no Terminal Portuário da Salgema, AL. Conforme Alfredini e Arasaki (2009), para a definição da localização dos quebra-mares do abrigo portuário é preciso considerar: Dimensão da área abrigada. Grau de abrigo de berços e bacias portuárias para operações de movimentação de cargas e manobras das embarcações. Influência no transporte de sedimentos litorâneo, avaliando a sedimentação na área abrigada e o impacto ambiental de erosão/sedimentação na área costeira adjacente No exemplo a seguir, temos a representação esquemática e a imagem do quebra-mar do Terminal Portuário de Sergipe. Quebra-mar destacado da costa. Exemplo do Terminal Portuário de Sergipe. Quebra-mar do Terminal Portuário de Sergipe. • • • Os quebra-mares do Porto de Sergipe têm como vantagem duplo acesso, comprimento reduzido com os berços no tardoz do quebra-mar e pouca interferência no transporte de sedimentos litorâneos. Já as desvantagens são: abrigo incompleto, a construção exige a utilização de meios flutuantes, transporte de sedimentos litorâneos nos dois sentidos e quebra-mar próximo à costa, podendo levar à formação de bancos de areia atrás do quebra-mar. A próxima imagem apresenta as alturas de ondas estimadas no estudo em modelo físico de agitação para o Porto de Praia Mole em Vitória, ES, e o arranjo portuário adotado. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para ver mais detalhes da imagem abaixo. Alturas de ondas (m) estimadas no estudo em modelo físico de agitação para o Porto de Praia Mole em Vitória, ES. Agora, observe a imagem real do Porto de Praia Mole em Vitória - ES. Porto de Praia Mole em Vitória, ES. Espigões Para finalizar o estudo das obras de melhoramento de arranjo geral de portos, vamos entender o que são os espigões. Também, estruturas costeiras de obras marítimas de engenharia hidráulica, são empregados, usualmente, perpendicular à praia com principal objetivo de atrasar a erosão da costa impedindo a livre circulação de sedimentos. A imagem a seguir apresenta o espigão Rui Costa localizado em Fortaleza (CE). Espigão Rui Costa, localizado em Fortaleza (CE) Verificando o aprendizado Questão 1 Em um porto temos diversas atividades, sendo considerado um polo de concentração de empresas, de economia e de logística. É de grande importância que o engenheiro conheça as áreas de um porto que são projetadas utilizando-se como referência a embarcação-tipo que é (são): A A embarcação fabricada para utilizar o porto em questão. B A embarcação com a maior capacidade de carga, que pode atracar no porto. C A média das embarcações, relacionada às suas medidas, que podem atracar no porto. D Um artifício de projeto com comprimento da embarcação, boca e calado definidos. E Características que compreendem ondas e ventos na região do porto. A alternativa D está correta. A embarcação-tipo é um artifício de projeto, que não está relacionado diretamente com confecção de embarcações que reúne características para o dimensionamento da hidrovia do porto e, por isso, apresenta dimensões de comprimento da embarcação, boca e calado. Questão 2 O arranjo geral do porto é definido de acordo com a obra acostável implantada no porto. Para essa decisão, é preciso compreender os aspectos funcionais, econômicos, estéticos e até mesmo compreender o estudo dos impactos ambientais na região. Assinale a opção que apresenta obras apenas de abrigo para o melhoramento do arranjo geral do porto. A Bacias, retroporto e dragagem. B Molhes, quebra-mares e espigões. C Quebra-mares, dragagem e enrocamento. D Dragagem, canais e molhes. E Espigões, acostagem e guias-correntes. A alternativa B está correta. As obras para o melhoramento do arranjo geral dos portos externo e que estão sujeitas a ondas e correntes são relacionadas com o abrigo, que são obras de: molhes, quebra-mares e espigões. 2. Canais, bacias e abrigos As características de canais, bacias e abrigos de um porto Neste vídeo, você conhecerá o conceito de canais, bacias e abrigos de um porto. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Canais de acesso portuários Dimensões dos canais e das embarcações marítimas Neste vídeo, você conhecerá as características sobre profundidade, largura de acessos e dimensões das embarcações. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. O canal de acesso de um porto é definido como o trecho de uma hidrovia que liga os berços de atracação ao mar aberto. Você conhece os aspectos e as características que envolvem a profundidade e a largura de um canal de acesso portuário? Vamos entender aqui um pouco mais sobre essas duas grandezas tão importantes para o dimensionamento dos canais de acesso. Profundidade dos canais de acesso Dependerá da embarcação-tipo atendida pelo porto em questão. Definida a embarcação-tipo, a profundidade do canal deverá ser a somatória de aspectos relacionados à maré local e os efeitos das ondas squat, que é o afundamento dinâmico paralelo acrescido ao trim (afundamento da proa e da polpa), e o valor do calado para a embarcação com sua carga máxima (calado estático). Também, deverão ser consideras: a variação da densidade (já que o afundamento aumenta se a água tiver uma densidade menor) e as margens de segurança dos itens citados, incluindo a variação da maré durante a travessia do canal. Observe a profundidade requerida de um canal: Conteúdo interativo Acesse a versão digital para ver mais detalhes da imagem abaixo. Discretização das parcelas do cálculo da profundidade requerida de navegação para canal de acesso. Para o efeito das marés, adota-se como valor característico a menor baixa-mar por ser a situação mais desfavorável, já que é a máxima diminuição da profundidade disponível. As ondas provocam um movimento vertical nas embarcações que depende do comprimento e da velocidade da embarcação e da altura, do período e da direção da onda, sendo que o maior efeito da onda na embarcação ocorre quando o comprimento da embarcação é muito menor do que o comprimento da onda. A folga líquida sob a quilha é adotada como margem de segurança, na prática, como 2 pés . Devem ser considerados, ainda, valores de segurança para as incertezas do leito para a tolerância devido a alterações e execuções de sedimentação e de dragagem. Também, na prática, para canais e bacias abrigadas de ondas, normalmente é adotado um mínimo de 1,10 para a relação profundidade-calado. Determinação do squat Lembrando que o afundamento squat é a soma do afundamento paralelo com o trim, a equação apresentada abaixo é fornecida pela Pianc (Associação Mundial para a Infraestrutura de Transporte Aquático): Em que: E, é o comprimento da embarcação entre perpendiculares, é a boca da embarcação, é o calado estático e é o coeficiente de bloco. Sendo a velocidade da embarcação, a profundidadedo canal e a aceleração da gravidade local. Largura dos canais de acesso Na imagem, é possível identificar os elementos de um canal de acesso portuário para uma embarcação-tipo: canal e faixa balizada com sinalização de boia. Veja: Elementos do canal de acesso. Temos os canais portuários externos quando são expostos à ação das ondas, e os canais portuários internos quando são abrigados em relação às ondas. No canal, temos a parcela da largura referente à manobrabilidade da embarcação, chamada de faixa de manobra básica composta pela trajetória real e pela trajetória teórica, e a largura de manobra devido a fatores ambientais, como o forte vento cruzado. Parcela da largura referente à manobrabilidade da embarcação. Manobra com forte vento cruzado. Já nos canais de mão dupla, entre as faixas de manobra, temos a distância de passagem larga, posicionada para reduzir a influência hidrodinâmica navio-navio a um mínimo controlável. Distância de passagem em canais de mão dupla. Outro fator de segurança a ser adotado na largura do canal é a distância, também chamada de folga, para as margens taludadas, bancos de areia e/ou estruturas, veja: Margem de segurança em razão da proximidade das margens A próxima imagem ilustra todas as distâncias que envolvem a largura de um canal: Elementos da largura de um canal de acesso de mão dupla. Agora, conheça os fatores que devem ser considerados para a determinação da largura de um canal de acesso portuário: Discretização das parcelas do cálculo da largura requerida de navegação para canal de acesso. Entenda a característica de cada fator a seguir: Fator 1: Manobrabilidade Fator 2: Velocidade do navio Fator 3: Ventos transversais prevalecentes Fator 4: Correntes transversais prevalecentes Fator 5: Correntes longitundinais prevalecentes Fator 6: Altura significativa (Hs) e comprimento de onda (L) Fator 7: Auxílios à navegação Fator 8: Superfície de fundo Fator 9: Profundidade da via navegável Fator 10: Nível de periculosidade da carga Fator 11: Intensidade de tráfego Fator 12: Largura adicional devida à folga com a margem Fator 13: Largura de passagem para canais de mão dupla Dimensões típicas das embarcações marítimas Na tabela Dimensões típicas das embarcações marítimas, Alfredini e Arasaki (2009, p. 336 - 338) apresentam o valor do deslocamento, dos comprimentos, da boca, do calado e do coeficiente de bloco de acordo com o porte bruto da embarcação. Vale ressaltar que as dimensões das embarcações podem variar até 10% dependendo do projeto e país de origem. Para os navios entrarem e saírem nos canais de acesso e nas bacias portuárias, é recomendável a assistência de rebocadores cuja quantidade varia de 2 a 6 a depender do porte bruto da embarcação. Isso é necessário porque a ação das hélices pode provocar erosões localizadas que, por consequência, podem gerar recalques e assim afundamento do cais. Bacias portuárias https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07429/docs/dimensoes_tipicas_das_embarcacoes_maritimas.pdf Neste vídeo, você conhecerá as características das bacia de evolução, espera e de berço. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Vamos conhecer agora os tipos de bacias que podemos encontrar em um porto e identificar suas finalidades e importância para o bom funcionamento da área portuária. Veja a representação de parte da bacia do Porto de Recife, PE: Parte da bacia do Porto de Recife, PE. Bacia de evolução As bacias de evolução são aquelas destinadas às manobras de atracação e desatracação da embarcação. Elas precisam estas protegidas de ondas, correntes fortes e vento. Não pode haver nenhuma obstrução nessas bacias, como passagem de dutos e cabos submarinos. O comprimento e a manobrabilidade da embarcação-tipo que irão definir a dimensão da bacia. O tempo disponível para manobra também interfere no tamanho da bacia: caso o tempo permitido para a manobrabilidade for reduzido, o diâmetro da bacia de evolução precisa ser aumentado. Já a profundidade da bacia de evolução é calculada de forma análoga a profundidade dos canais de acesso, a diferença é que aqui deveremos desconsiderar as profundidades referentes à movimentação da embarcação. A folga abaixo da quilha deve ser de no mínimo 1 m para que o navio não assente no fundo. Comentário Segundo Alfredini e Arasaki (2009), uma ótima dimensão para a bacia de evolução é de uma área circular com diâmetro de 4 vezes o comprimento da embarcação-tipo, uma dimensão intermediária é de 2 vezes o comprimento da embarcação-tipo. Lembrando que na dimensão intermediária a bacia oferece maior dificuldade de giro, levando mais tempo de manobra, e utiliza-se de recursos de máquina, leme de embarcação e ajuda de rebocadores. Confira agora as obras de dragagem para ampliação do canal de acesso, bacia de evolução e acesso aos berços de acostagem do Porto do Rio de Janeiro que foram liberadas em dezembro de 2014. As obras são de limpeza, desobstrução, derrocamento ou escavação para aumentar a profundidade dos acessos hidroviários. Observe a região da bacia de evolução: Obras de dragagem do Porto do Rio de Janeiro. Bacia de espera A bacia de espera ou bacia de fundeio refere-se à região disponibilizada pela companhia dos portos para que as embarcações possam lançar âncora e ficar parada por dias para reparos ou para a espera de atracação no porto. Essas bacias precisam dispor de um raio de 5 vezes a profundidade acrescida do comprimento da embarcação e de uma folga entorno de 5 m para possível movimentação da âncora. As embarcações que possuem uma âncora à vante e outra à ré ocupam um círculo de 1,5 vezes do seu comprimento. O cálculo da profundidade é realizado de forma análoga à profundidade do canal de acesso, porém aqui é preciso desconsiderar a altura referente ao movimento da embarcação. Observe o primeiro abastecimento de embarcação realizado por navio em área de fundeio, que ocorreu próximo ao Porto de São Luis, MA: Abastecimento de embarcação por outro navio próximo à São Luis, MA. Bacia de berço É a região em que a embarcação atraca no porto para realizar as operações de movimentação de cargas e/ou passageiros. É também chamada de bacia do berço de acostagem. Se a embarcação tiver auxílio de rebocadores, o comprimento da bacia de berço deverá ser de 1,25 vezes o comprimento do maior navio de projeto e a largura 1,5 vezes a boca deste navio, caso contrário, se o navio atracar com meios próprios, o comprimento deverá ser de 1,5 vezes o comprimento do navio e a largura 1,5 vezes a boca. Vale lembrar que todas as medidas são baseadas nas dimensões do maior navio a atracar no berço. Veja os berços 1, 2 e 4 do Porto de Imbituba, SC. Berços 1, 2 e 4 do Porto de Imbituba, SC. Tipos convencionais de obras de abrigo Neste vídeo, você conhecerá as características do quebra-mar de talude, parede vertical e misto. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Os abrigos têm a finalidade de criar uma área protegida contra as ondas de gravidade provocadas pelo vento ou contra as correntes. Vamos conhecer um pouco mais sobre as obras para abrigo e suas funções. As obras de implantação de abrigos podem ser para: Criação de uma bacia portuária. Proteção do canal de acesso. Defesa do litoral contra a erosão provocada por ondas. Vejamos os tipos convencionais de obras de abrigos que são os mais utilizados em obras de maior porte. Vamos lá! Quebra-mar de talude É o tipo de abrigo mais tradicional e muito usado. Tais obras são formadas por uma maciço com seção transversal em forma de trapézio e constituída por blocos que podem ser de enrocamento (rocha) ou de concreto. É de extrema eficiência para o amortecimento da energia das ondas e apresenta simples construção e manutenção. Quebra-mar de talude. • • • O funcionamento hidráulico dessa obra se dá pela dissipação da energia das ondas na turbulência da arrebentação por meio do atrito com o talude. Quebra-mar de parede vertical Esse tipo de quebra-marestá representado na próxima imagem. A parede vertical é impermeável e formada por caixões de concreto armado; a fundação é realizada com blocos de enrocamento que constituem um manto regularizado. Como desvantagem, temos a possibilidade de a estrutura sofrer ruptura abrupta caso os esforços solicitantes superem os esforços considerados no projeto, a utilização de equipamentos mais sofisticados para sua construção e o limite em torno de 15 m de profundidade para a implantação da obra. Quebra-mar de parede vertical. O funcionamento hidráulico se dá por meio da produção da reflexão da onda que incide na parede e essa energia é enviada para o largo por meio da onda estacionária chamada de clapotis, que arrebenta a partir de 2 a 2,5 vezes a altura da onda incidente. É preciso estar atento à possível erosão da fundação e seu descalçamento. Quebra-mar misto É composto por uma parede vertical situada sobre um maciço de enrocamento. Essa obra é indicada para terrenos com baixa resistência do solo de fundação, como argilas marinhas moles. Em geral, o custo de manutenção é alto. Quebra-mar misto. O funcionamento hidráulico se dá pela ocorrência de reflexão, arrebentação ou ambos a depender da altura da onda e da maré. A parede vertical reflete as ondas, mas elas arrebentam contra a parede ou no talude de enrocamento quando a maré está baixa. Tipos não convencionais e escolha da obra Neste vídeo, você conhecerá os tipos não convencionais de obras de abrigo e como escolher o tipo de obra. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Tipos não convencionais de obras de abrigo As obras de abrigo não convencionais são menos utilizadas e podemos citar: Quebra-mar com núcleo de areia ou argila Utilizado quando a ação das ondas for moderada, houver insuficiência de enrocamento e terreno de fundação de baixa resistência e inviabilizando sua remoção ou substituição. Nesses casos os taludes são reduzidos e revestidos por camadas de betume ou concreto. Quebra-mar descontínuo Pode ser estaqueado ou flutuante e o funcionamento é similar ao quebra-mar de parede vertical. É considerado um abrigo parcial devido à energia das ondas transferida sob a estrutura que é considerada uma geradora de ondas secundárias. O flutuante pode ser usado para abrigos provisórios, local de criação de peixes, marinas etc. Quebra-mar descontínuo (A) Estaqueado (B) Flutuante. Quebra-mar de parede vertical com caixões de parede frontal perfurada Funciona por meio da dissipação da energia das ondas provocada pelas perfurações da estrutura. As dimensões e os espaçamentos entre os orifícios, a distância entre as paredes e a separação das células que irão determinar a eficiência da dissipação da energia das ondas. Caixão perfurado. Quebra-mar pneumático Utilizado em locais que precisem de proteção contra ondas curtas. Seu funcionamento se dá pela emissão de jatos de ar comprimido ou líquidos, de um duto posicionado no fundo do mar. Quebra-mar pneumático. Quebra-mar de berma É constituído por blocos de variadas dimensões com largura suficiente para ocorrer a dissipação da energia das ondas. É formado por uma massa muito porosa devido à faixa granulométrica ser bem estendida, isso permite que a onda incidente entre na berma e perca energia. Sua estabilidade é maior do que a do quebra- mar de talude. Seção típica de quebra-mar de berma. Ainda temos as obras de molhes, que apresentam a finalidade de proporcionar abrigo ao porto contra as ondas, e as obras de espigões, que são realizadas em regiões de fortes correntes para proporcionar abrigo ao porto contra as correntes. Observe na sequência: Planta do arranjo geral dos molhes do Porto de Luís Correa, PIS. Escolha do tipo de obra Para uma correta escolha do tipo de obra de abrigo, é preciso verificar a disponibilidade de enrocamento, a profundidade do local, a onda de projeto e as características do solo de fundação. Entre as obras de abrigo que protegem a área do porto contra as ondas de gravidade pelo vento são: quebra-mares, molhes ou molhes guias-correntes; já as que protegem das correntes são os espigões. Em trechos mais solicitados, deve-se considerar a possibilidade de substituir os blocos naturais por blocos de concreto, pois eles apresentam menor peso unitário e maior eficiência para absorver a energia das ondas. Vale lembrar que as obras marítimas precisam de manutenção para não se deteriorarem nem perderem sua função. (A) Formas dos blocos de concreto. (B) Tetrápodos utilizados no reforço de cabeço das guias-correntes em Torres, RS. Verificando o aprendizado Questão 1 1. O canal de acesso portuário é o trecho da hidrovia que liga os berços de atracação do porto ao mar aberto. Sabendo que são vários os aspectos que levam à determinação da profundidade desse canal, são realizadas as afirmações a seguir: I. Para determinar a profundidade do canal de acesso é preciso definir a embarcação-tipo e levar em consideração aspectos relacionados a maré, onda, squat, variação da densidade da água, calado estático e os fatores de segurança. II. Para o efeito da maré adota-se o maior nível que a maré atinge por ser a situação mais desfavorável. III. Com relação as ondas, é preciso saber além das suas características, o comprimento e a velocidade da embarcação. IV. É preciso considerar uma segurança referente a possíveis alterações de sedimentação e de dragagem. São corretas: A Apenas I, III e IV. B Apenas II, III e IV. C Apenas I, II e III. D Apenas I, II e IV. E Todas. A alternativa A está correta. Para determinar a profundidade do canal de acesso, primeiramente devemos definir a embarcação-tipo, depois a profundidade do canal será a soma dos aspectos relacionados a maré, ondas, squat, calado estático, além de considerar as variações de densidade da água e margens de segurança. Para estarmos a favor da segurança, devemos considerar o menor nível da maré, já que é a máxima diminuição da profundidade disponível. Para o efeito da onda, devemos considerar o comprimento e a velocidade da embarcação pois, quando o comprimento da embarcação é menor do que o comprimento da onda, tem-se o maior efeito da onda na embarcação. Na margem de segurança, devemos considerar uma tolerância para alterações de sedimentação e de dragagem. Questão 2 As bacias são áreas marítimas com suas respectivas funções de acordo com a sua localização no porto. Veja a seguir as duas colunas, uma com os tipos de bacias e a outra com suas definições e/ou característica. Marque a opção que se relaciona de forma correta. 1. Bacia de evolução 2. Bacia de espera 3. Bacia de berço a. Local onde a embarcação atraca para realizar suas operações de movimentação, seja de cargas e/ou de passageiros. b. Local disponibilizado para que as embarcações possam fazer reparos. c. Local para a embarcação realizar manobras de atracação e desatracação. A 1.a, 2.b, 3.c B 1.b, 2.a, 3.c C 1.c, 2.b, 3.a D 1.a, 2.c, 3.b E 1.c, 2.a, 3.b A alternativa C está correta. As bacias de evolução são locais destinados a atracação e desatracação das embarcações. As bacias de espera são locais onde embarcações possam lançar âncora e ficar paradas por dias para reparos e/ou espera para a atracação. As bacias de berço estão localizadas junto a área de retroporto para a realização de movimentação de cargas e passageiros. 3. Projetos Projeto de quebra-mar de talude Neste vídeo, você compreenderá como é feito o projeto para construção do quebra-mar de talude. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Quebra-mar de talude: seção transversal e maciço Neste vídeo, você conhecerá as características gerais da seção transversal e a composição do maciço. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Vejamos agora as informações necessárias para realizar o projeto de obras de abrigo portuárias. Vamos analisar o dimensionamento, os perfis transversais e as cotas de obras de abrigo portuárias de quebra-mares de talude. Característicasgerais da seção transversal Lembrando que o quebra-mar de talude é formado por maciços com camadas graduadas de blocos, verificamos que: O critério de filtro entre camadas deve ser realizado de forma a evitar: perdas de finos do núcleo que provoca acomodações excessivas da camada e excesso de penetração da energia das ondas devido a permeabilidade do maciço. De acordo com Terzaghi, os critérios de filtro são: Obs.: O e o são referentes aos diâmetros em que passam e material, respectivamente, na curva granulométrica de um solo. É necessário armadura (carapaça ou manto). Apresenta capacidade de suportar a ação direta das ondas. São constituídos por blocos de enrocamento ou concreto. A crista deve ter altura que minimize os galgamentos. Adotar uma solução de superestrutura de concreto diminui os galgamentos, reduzindo assim a altura e o volume da crista, além de permitir a passagem de veículos e tubulações. • • • • • • Na infraestrutura, adotar camadas de filtros e núcleo. As obras devem ser dimensionadas para o aproveitamento ótimo do volume de blocos disponível. A próxima imagem apresenta a seção de um maciço de enrocamento com exposição do lado marítimo, com condições de galgamento zero ou moderado, e mostra um exemplo de projeto do trecho GHJ do molhe de abrigo. (A) Seção de um maciço de enrocamento com exposição do lado marítimo com condições de galgamento zero ou moderado (B) Exemplo de trecho GHJ do molhe de abrigo do Porto de Luís Correia, PI. A imagem seguinte mostra a seção de um maciço de enrocamento para exposição às ondas em ambos os lados, com condições de galgamento moderado. A imagem refere-se ao Porto de Luís Correia, PI. • • Seção de uma maciço de enrocamento para exposição às ondas em ambos os lados com condição de galgamento moderado. As bermas podem ser hidráulicas geotécnicas ou de equilíbrio; as hidráulicas são para a prevenção da erosão do pé do talude e para a pré-arrebentação das ondas; e as geotécnicas ou de equilíbrio, tem como objetivo a estabilização do talude/maciço. Já a flexibilidade estrutural garante pequenos danos nas armaduras devido a possíveis ondas superiores as de projeto, e admite manutenção simples durante a calmaria após tempestades. Vale ressaltar que se deve evitar os danos nas camadas de infraestrutura, pois elas não são projetadas para suportar a ação direta das ondas. Composição do maciço A determinação da composição do maciço é definida por aspectos econômicos e pelas características das ondas locais. O maciço pode ser de enrocamento misto, utilizando infraestrutura de enrocamento, armadura e blocos de concreto. Também pode ser apenas de blocos de concreto, porém o custo fica muito alto e para grandes volumes pode se tornar inviável financeiramente. É preciso levantar o custo com transporte e o aproveitamento da pedreira. Lembrando que a composição do maciço vai depender do plano de fogo em função do grau de faturamento da rocha – fator econômico, e dos pesos dos blocos para o quebra-mar. Normalmente, o peso dos blocos de enrocamento ficam em torno de 10 a 15 t. Veja uma possível classificação de blocos de enrocamento: % em volume do maciço Material fino Resto de pedreira: P 7 t Tabela: Exemplo de classificação de blocos de enrocamento. Alfredini; Arasaki, 2009, p. 369. É importante ressaltar que os blocos de concreto (chamados de artificiais) apresentam um custo unitário muito maior do que os blocos de enrocamento. Esses blocos artificiais, pré-moldados, armados ou não, são produzidos em canteiros próximos à obra e só são utilizados quando o enrocamento das pedreiras locais é insuficiente e os custos para transporte de blocos de outras áreas é antieconômico. Quebra-mar de talude: equipamentos e pré- dimensionamento Neste vídeo, você conhecerá os metódos e equipamentos para construção de quebra-mar e talude. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Equipamentos e métodos construtivos Sabemos que os blocos para a construção do quebra-mar podem ser naturais (enrocamento) e artificiais (blocos de concreto). O enrocamento é obtido por meio de equipamentos de pedreira com utilização de explosivos, guindastes, pás carregadeiras etc. Já para os blocos de concreto pré-moldados são utilizados equipamentos de canteiro de obras civis de grande porte, como formas, silos de agregados e cimento, usina para concretagem, guindaste etc. Para o transporte dos blocos e sua colocação no talude, podemos utilizar a via flutuante (para camadas mais profundas) por meio de rebocadores, guindastes flutuantes, barcaças especiais etc, ou utilizar a via seca, que compreende a via férrea, guindastes, tratores, caminhões basculantes etc. Fatores de projeto e pré-dimensionamento da armadura Os fatores considerados para o bom desempenho de um projeto de quebra-mares de talude são (ALFREDINI; ARASAKI, 2009): Topobatimetria Utilizado para o estudo das deformações das ondas que estão relacionados à refração, arrebentação, difração e reflexão, além de levantar a melhor localização da obra. Clima de ondas Utilizado para fornecer informações, a fim de definir alturas, períodos e rumos das ondas. Regime de marés Utilizado para definir os níveis de água notáveis. Regime de correntes Utilizado para a avaliação das características do transporte de sedimentos litorâneos. Condições de fundação Utilizado para indicar capacidade de carga do leito. Para o pré-dimensionamento do peso dos blocos de armaduras, utiliza-se a seguinte equação: Em que é a altura da onda de projeto; é o peso específico dos blocos (geralmente entre 2,3 a 3,2 para enrocamento e entre 2,0 e para concreto, sendo o valor de 2,4 o mais comum); é o peso específico da água; é o ângulo do talude da faixa mais comum (normalmente o valor de varia entre 1,3 e 3 ); é o coeficiente de estabilidade que está apresentado na tabela seguinte. Critério de dano nulo e mínimo galgamento Corpo da estrutura Cabeça da estrutura Unidades de armadura n (3) Colocação K (2) K Declividade do talude Critério de dano nulo e mínimo galgamento Enrocamento: Onda arrebentando Onda não arrebentando Onda arrebentando Onda não arrebentando cot θ Liso e arredondado 2 Aleatória 1,2 2,4 1,1 1,9 1,5 a 3 Liso e arredondado >3 Aleatória 1,6 3,2 1,4 2,3 (5) Rugoso e angular 1 Aleatória (4) (4) 2,9 (4) 2,3 (5) Rugoso e angular 2 Aleatória 1,9 3,2 1,5 2,0 4,0 1,6 2,8 2,0 1,3 2,3 3,0 Rugoso e angular >3 Aleatória 2,2 4,5 2,1 4,2 (5) Rugoso e angular 2 Especial (6) 5,8 7,0 5,3 6,4 (5) Paralelepipédico (7) 2 Especial (1) 7,0 – 20,0 8,5 – 24,0 - Tetrápodo e Quadrípodo 2 Aleatória 5,0 6,0 1,5 7,0 8,0 4,5 5,5 2,0 3,5 4,0 3,0 Tribar 2 Aleatória 8,3 9,0 1,5 7,0 8,0 7,8 8,5 2,0 6,0 6,5 3,0 Dolos 2 Aleatória 15,8 31,8 8,0 16,0 2,0 (8) 7,0 14,0 3,0 Tabela: Valores sugeridos para K para uso na determinação do peso das unidades da armadura. U.S ARMY, 1984, Alfredini e Arasaki, 2009, p. 371. Onde: (1) Os valores de em itálico não são fundamentados em resultados de ensaios e são fornecidos somente para fins de projeto preliminar. (2) Aplicável para taludes de 1 para 1,5 a 1 para 5. (3) É o número de unidades que compõem a espessura da camada de armadura. (4) uso de armadura de enrocamento com uma camada composta por uma única unidade não é recomendado para estruturas sujeitas à arrebentação das ondas e somente em condições/ especiais é recomendável para estruturas sujeitas a ondas que não arrebentam. Quando utilizados, os blocos devem ser cuidadosamente dispostos. (5) Até mais informação estar disponível, o uso de deve estar limitado a taludes 1 para a 1 para 3. (6) Colocação especial com o eixo maior do bloco disposto perpendicularmente à face da estrutura. (7) Blocos de forma paralelepipédica: blocos alongados com dimensão maior que cerca de 3 vezes a menor dimensão. (8)A estabilidade dos dolos em taludes mais íngremes do que I para 2 deve ser verificada em ensaios em modelo para cada caso específico. Já para o pré-dimensionamento da seção transversal, iremos utilizar a seguinte equação para a espessura da armadura para a primeira aproximação: Sendo, os mínimos recomendados para as camadas: para enrocamentos e para blocos de concreto. Veja agora as alturas mínimas recomendáveis. Nos casos de uso de defletor de ondas, podemos reduzir a altura da crista se o topo do defletor com altura de ficar na cota do máximo espraiamento. Alturas mínimas recomendáveis para a armadura. Agora conheça as seções típicas do projeto do molhe de Ponta Ubu, ES: Seções típicas do molhe de Ponta Ubu, ES. Conheça também as seções transversais do projeto dos molhes da obra de guias-correntes do estudo de melhoramento da Barra do Rio Itanhaém, São Paulo (1991 a 2001): Cabeço - Seções transversais dos molhes da obra de guias-correntes da Barra do Rio Itanhaém, SP. Dique - Seções transversais dos molhes da obra de guias-correntes da Barra do Rio Itanhaém, SP. Trecho 1 - Seções transversais dos molhes da obra de guias-correntes da Barra do Rio Itanhaém, SP. Trecho 2 - Seções transversais dos molhes da obra de guias-correntes da Barra do Rio Itanhaém, SP. Trecho 3 - Seções transversais dos molhes da obra de guias-correntes da Barra do Rio Itanhaém, SP. Em relação às imagens referentes às seções transversais dos molhes da obra é importante esclarecer que: As cotas são referidas ao IGC. O nível de redução local encontra-se aproximadamente 0,8m abaixo de zero do IGC . • • Sondagem batimétrica DAEE/1991. A espessura mínima das camadas do maciço é de dois blocos. Medidas em metros Conheça as métricas utilizadas na tabela abaixo: ESTACAS TABELA DE MATERIAIS Trecho Molhe norte Molhe sul Discriminação Peso (kgf) Intervalo Médio Cabeço 0+000 a 0+040 0+000 a 0+040 Armadura Tetrápodo 10.000 Camada intermediária 600-1.000 800 Núcleo 0,3-50,0 25 1 0+060 a 0+360 0+060 a 0+360 Armadura 6.000-10.000 8.000 Camada intermediária 600-1.000 800 Núcleo 0,3-50,0 25 2 0+380 a 0+560 0+380 a 0+480 Armadura 3.600-6.000 4.800 Camada intermediária 360-600 480 Núcleo 0,3-50,0 25 3 0+580 a 0+720 0+500 a 0+580 Armadura 1.200-2.200 1.700 Camada intermediária 130-210 170 Núcleo 0,3-50,0 25 Dique - 0+600 a 0+820 Rip Rap 130-210 170 Núcleo 0,3-50,0 25 Tabela: Seções transversais dos molhes da obra de guias-correntes da Barra do Rio Itanhaém, SP. Alfredini; Arasaki, 2009, p. 374. Pressões sobre uma parede vertical Neste vídeo, você conhecerá os diagramas de pressões sobre uma parede vertical e o dimensionamento do peso dos blocos de espigões de enrocamento. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Diagramas de pressões sobre uma parede vertical • • • Veja os diagramas de pressões de um clapotis em parede vertical. Esses diagramas, formados pelas oscilações de clapotis, podem ser calculados utilizando os diagramas simplificados de Sainflou, que são baseados na teoria da hidrodinâmica. Diagramas de pressões de um clapotis em paramento vertical. A equação para o cálculo da altura do plano médio do clapotis acima do nível da água em repouso, quando uma onda de altura e comprimento reflete na parede vertical, é dada por: O segmento da imagem anterior corresponde à carga hidrostática, e os termos de carga estão no fundo à direita e à esquerda do ponto , representados, respectivamente pelas letras D e F. Ao unir os pontos D a C e F a E temos as linhas de cargas máximas e mínimas representadas pela linha tracejadas. Essas linhas estão a favor da segurança. Tais termos de carga são dados por: Para determinar os diagramas de pressões, é necessário multiplicar os diagramas de cargas pelo peso específico do fluido. Dimensionamento do peso dos blocos de espigões de enrocamento A equação utilizada para o cálculo do peso dos blocos de enrocamento em espigões construídos em ponta de aterro é fornecida por Izbash e é dada por: Em que, é a velocidade máxima da corrente na frente de avanço do cabeço do espigão, é um parâmetro admensional que assume o valor de 0,74 no cabeço do espigão, é o peso específico dos blocos do enrocamento, é o peso específico da água e é a aceleração da gravidade. Na imagem a seguir, são apresentadas algumas seções transversais referentes aos espigões sul e norte do Terminal Marítimo de Ponta Madeira, da Vale, em São Luís, MA. Seções transversais dos espigões do Terminal Marítimo de Ponta Madeira, da Vale, em São Luís, MA. Verificando o aprendizado Questão 1 Para a realização do projeto de quebra-mares de talude, é preciso considerar a composição do maciço que irá compor essa estrutura. A correta determinação da composição do maciço precisa considerar: A Os aspectos ambientais e econômicos. B As características do solo de fundação e as propriedades das ondas. C As características da embarcação-tipo e aspectos do meio ambiente. D Os aspectos econômicos e as características das ondas locais. E A altura do quebra-mar e o nível da maré. A alternativa D está correta. A determinação da composição do maciço é realizada a partir de aspectos econômicos e das características das ondas locais. Precisa verificar os custos com transporte e aproveitamento da pedreira, lembrando que os blocos podem ser de enrocamento, armadura e blocos de concreto. Questão 2 A seguir são apresentados fatores a serem considerados para o bom desempenho de um projeto de quebra- mares de talude: I. Topobatimetria para o estudo das deformações das ondas de refração, arrebentação, difração e reflexão. A partir desse estudo é possível definir a melhor localização da obra. II. Clima de ondas pra informações referentes a altura, períodos e rumo das ondas. III. Regime de marés para definir o nível de água. IV. Regime de correntes que avalia a característica do transporte de sedimentos litorâneos. V. Estudo que indica a capacidade de carga do leito de fundação. Estão corretas: A Apenas I, II, III e IV. B Apenas I, II e IV. C Apenas II, III, IV e V. D Apenas I, III IV e V. E Apenas I, II, III, IV e V. A alternativa E está correta. Para o bom desempenho do projeto de quebra-mares de talude é preciso analisar a topobatimetria (estudo das deformações das ondas – refração, arrebentação, difração e reflexão), que permite identificar o melhor local para a obra; o clima de ondas (estudo para definir alturas, períodos e rumos das ondas); o regime de marés (estudo para definir os níveis de águas notáveis); regime de correntes (estudo do transporte de sedimentos litorâneos) e as condições de fundação (estudo da capacidade de carga do leito). 4. Construção Desenvolvimento de construções marítimas e portuárias Neste vídeo, você conhecerá o desenvolvimento de obras marítimas e portuárias e entenderá quais são as condicionantes para a construção das obras. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Construções de obras marítimas e portuárias Neste vídeo, você conhecerá os documentos e estudos necessários para a construção de obras portuárias. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Documentação Para realizar a construção de uma obra portuária, são necessários alguns documentos que contenham: Memorial descritivo Condicionantes ambientais Condicionantes meteorológicos Características do solo Projetos de execução Técnicas específicas Orçamento Memorial descritivo e condicionantes ambientais Na memória descritiva da obra, para a construção de obras portuárias, é desejável informações sobre os objetivos do projeto, os estudos das soluções alternativas, a descrição da solução adotada e dados do local. Também é importante anexar ao memorial documentos como: estudo sobre marés, correntes e ventos; estudos da geologia e geotécnica do solo de fundação; dinâmica litoral; mapa de preços e quantitativos; processos construtivos; planos de segurança e saúde dosoperários; plano de controle da qualidade; sistemas de gestão ambiental; estudos e cuidados arqueológicos e de gestão de resíduos. No memorial descritivo, é necessário verificar se no local da obra há referências físicas precisas que informem as cotas referentes ao zero hidrográfico referido em projeto. Os aspectos ambientais em uma obra marítima/portuária devem atentar para: Definir os períodos de trabalho em algumas frentes de obra: verificar as épocas de criação ou de passagem de espécies marinhas e aves em rota migratória, verificar os períodos de atividades pesqueiras, turísticas e esportivas. • • • • • • • • Observar e limitar os métodos construtivos que produzem: poeiras, ruídos e/ou odores e impactos visuais. Estudar a adoção de medidas complementares como: barreiras a fim de evitar contaminação de turbidez da água, correções de possíveis alterações ocorridas nas praias pela construção e a proteção e/ou recuperação de itens arqueológicos. Meteorologia, geologia, geotecnia e sismologia local Os estudos das condicionantes meteorológicas, como alturas e períodos de ondas, marés, correntes, chuva, temperatura, nevoeiro e vento são de grande importância para proporcionar o correto funcionamento dos equipamentos de construção e do seguimento do cronograma da construção, já que as frentes de trabalho das obras portuárias, na maioria das vezes, são influenciadas pelo mar. Atenção Para qualquer construção é importante o conhecimento do solo onde será realizada a fundação da obra. Ou seja, é essencial saber quais as características do solo ligado à construção. O estudo geotécnico do projeto executivo deve conter o perfil estratigráfico do terreno com a natureza do solo para poder obter os parâmetros geotécnicos essenciais para determinar: a capacidade de carga do terreno, o estudo de estabilidade de possíveis taludes, as ações necessárias para melhoramento do terreno, se for o caso, e os processos e técnicas para execução das fundações profundas. Além de definir as características do terreno por meio de ensaios mecânicos realizados in situ ou em laboratórios, devemos realizar a caracterização dos materiais dragados e comprovarmos que foi realizada a regulamentação devido à ação sísmica. Fases intermédias da obra Essas fases definirão todos os procedimentos de execução e os prazos a cumprir. Caso alguma etapa intermédia não tenha sido estudada na fase de projeto, será preciso identificar e apresentar estudos e ensaios que garantam a resistência necessária que precisam ficar registradas por escrito e provar o fator de segurança da obra. Abaixo são listados alguns fatores frequentes das fases intermédias que precisam ser analisados: • • Quebra-mares de talude Seção do núcleo Cota de coroamento e largura da plataforma de trabalho utilizada durante a construção. Estabilidade quanto a ondulação e galgamento. Mantos intermédios do quebra-mar Estabilidade quanto a ondulação e galgamento. Sequência e avanço das fases construtivas. Taludes interiores Grau de exposição à ondulação durante as fases construtivas. Superestrutura Sequência de construção. Juntas estruturais e construtivas. Caixotões de concreto pré-fabricados Ações durante a concretagem, transporte e afundamento. Enchimento das células dos caixotões, verificando a diferença máxima de altura de enchimento em células contínuas. Muros de gravidade Colocação de filtro geotêxtil: características, sequência de colocação, drenagem e compactação. Superestrutura: ligações com a estrutura. Aterros: estimativa de aterros para correções relacionadas a ajustar a cota de coroamento. As normas técnicas que serão aplicadas na construção das obras, as condições que os materiais devem satisfazer, como será feita a execução dos trabalhos, como serão as medições e pagamentos e todas as informações gerais relacionadas à execução do projeto portuário devem estar bem definidos e apresentados. Condicionantes para a construção das obras • • • • • • • • • • • • Neste vídeo, você conhecerá as condicionantes para a construção das obras como: equipamentos, clima marítimo e meteorologia. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. O levantamento dos condicionantes para a execução da construção das obras marítimas portuárias deve ser realizado após análise do projeto de execução e é referente à navegação ou flutuação das embarcações e plataformas, sendo apenas para processos construtivos destas obras. A seguir veremos alguns desses condicionantes. Vamos lá! Equipamentos, clima marítimo e meteorologia Disponibilidade de equipamentos de trabalho Para a construção de obras marítimas são utilizados equipamentos específicos e equipes de trabalho especializadas, ambos com um custo muito elevado e alguns com disponibilidade limitada. Veja alguns tipos de equipamentos comumente utilizados em obras marítimas portuárias: Dragas. Batelão de descarga. Equiamentos para fabricação, e transporte de blocos e caixotões. Equipamentos e equipe de mergulho. Gruas de grande capacidade. Pontões. Plataforma Jack-up Equipamentos para fundação. Equipamento para quebra de rochas. Outros para transportes especiais. Além dos equipamentos marítimos, é comum a realização de trabalhos em terra com grandes volumes de trabalho e com instalações importantes, como: Britadeiras. Centrais para fabricação e concreto. Fabricação e armazenagem em estaleiro de peças pré-fabricadas na obra. É importante ressaltar que a disponibilidade dos equipamentos e das instalações condicionam as atividades da obra para garantir a qualidade do desenvolvimento dos processos construtivos com segurança e cumprimento dos prazos. E que, além dos equipamentos e instalações, é preciso ter disponível, para uso imediato, uma grande quantidade de materiais, como materiais para aterro, materiais de pedreira, areia para concretagem, cimento, aço, entre outros. Clima marítimo e meteorologia Condicionantes da obra de grande importância estão relacionados às condições atmosféricas e o estado do mar, por isso, para reduzir riscos de danos causados por fenômenos meteorológicos, indica-se a implementação e dois sistemas: Sistema de previsão das condições marítimas Fornece informações sobre marés, ondas e correntes. Sistema de previsão meteorológica Fornece informações de nevoeiro, temperatura, velocidade e direção do vento e pluviosidade. Quando não é possível instalar os sistemas, é indicada a instalação de boias de ondulação, marégrafos e estação meteorológica. Em algumas cidades, é possível obter as informações indispensáveis para a construção das obras marítimas portuárias em institutos do próprio governo. Boia de ondulação. Outros condicionantes Ambiental Para o início das construções, é preciso ter o estudo do impacto ambiental e o relatório de impacto ambiental e todos os documentos exigidos por órgãos locais e federais no que diz respeito à visão ambiental com especial atenção: à flora e fauna e ao derramamento de materiais contaminados. A falta ou a falha na elaboração desses documentos pode gerar a paralisação e até mesmo a suspensão da construção da obra. Segurança Sabemos que é grande o risco de acidentes em obras de construção civil, porém, em obras portuárias, é preciso ainda uma maior atenção quanto à segurança na exploração de pedreiras, transportes especiais, trabalhos com gruas, fabricação de peças de concreto etc. Para obras marítimas temos ainda outros riscos que envolvem cuidados especiais, como: Interferência com tráfego marítimo. Trabalhos com mergulhadores a grandes profundidades. Risco de acidentes devido ao impacto de ondas sobre pessoas e equipamentos. Risco de ondas refletidas que podem amplificar a altura das ondas incidentes. Trabalhos com pontões flutuantes sujeitos à ação do mar. Utilização de explosivos para quebra de rochas. Licenças e autorizações Para a realização de uma obra marítima portuária, são muitas as licenças e autorizações necessárias à construção, podemoscitar: No âmbito portuário É necessário tomar diligências sobre as navegações, a ocupação de docas, cais e zonas de passagem, acesso ao porto, construção e obras auxiliares, balizamento das áreas de trabalho e dragagens. No âmbito das administrações locais É necessário documentação sobre o patrimônio artístico e arqueológico, requisitos de minimização dos efeitos no meio ambiente, transportes especiais, explosivos, extração de areia do mar, dragados e depósitos para aterro, embarcações e tripulações. É comum que as autorizações acima exijam a elaboração e posterior aprovação de projetos específicos. Ainda é preciso estar atento aos condicionantes de infraestrutura e instalações, os acessos à obra e a interferência da construção com as populações vizinhas. Dragagem e quebra de rochas Neste vídeo, você conhecerá como é realizada a escolha de equiparamentos para a dragagem e quebra de rochas com explosivos. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. A dragagem é a técnica utilizada para remover solos, sedimentos ou rochas do fundo de zonas portuárias, canais, portos ou rios. Vamos conhecer um pouco mais sobre essa técnica de engenharia: Objetivos da dragagem São eles: Alcançar profundidades mínimas de pelo menos o previsto no projeto e assim conseguir os calados de serviço. • • • • • • • Extrair materiais para aterros que satisfaçam as especificações exigidas para esse fim. Realizar o melhoramento de terrenos de fundação que apresentam baixa capacidade de suporte ou grandes deformações, principalmente quando será feita a fundação direta. Retirar materiais contaminados ou contaminantes da água. A dragagem é um serviço que exige muita atenção para a construção das obras, já que erros no projeto ou na execução podem ocasionar aumento de prazos e custos elevados. A quebra de rochas é realizada quando se encontra esse material no terreno que precisa ser retirado para obter a profundidade de projeto. Escolha de equipamentos Para isso é preciso verificar as características do local, a distância onde se realizará a descarga dos materiais dragados, os meios de descarga, as características dos lugares de descarga, as condições do mar, o tráfego marítimo, portuário ou fluvial, o meio ambiente, a arqueologia e a disponibilidade dos equipamentos. Observe na tabela os tipos de dragas mais aconselhadas em função do terreno a ser dragado: DRAGA TERRENO A DRAGAR Balde Retroescavadora Alcatruzes Estacionária de corte, sucção e repulsão Sucção em andamento Areia compacta x x x x Areia solta x x x Areia com brita x x x x x Lodos x x x x Argilas moles x x x Argilas médias x x x x Argilas duras x x x Rocha sem quebramento x x x Rochas com quebramento prévio x x x Tabela: Tipos de dragas mais aconselhadas em função do terreno a dragar. RIBEIRO, 2011, p. 44. Quebramento de rochas com explosivos Quando não é possível dragar mecanicamente, seja por conta do tipo de material, da draga disponível na construção ou locais inacessíveis para as dragas, é utilizado o procedimento com explosivos. É recomendável quebrar a rocha numa profundidade maior do que a necessária para dragar, e assim evitar repetir a tarefa caso a draga não consiga retirar corretamente o material. O equipamento para esta execução pode ser típico de pedreira ou podem ser torres de perfuração própria para este tipo de trabalho posicionados sobre os pontões flutuantes. • • • Verificando o aprendizado Questão 1 Considere que em um porto há a necessidade de realizar um procedimento de dragagem devido ao risco de os cascos dos navios tocarem no fundo da baía. Uma empresa de consultoria foi contratada para cuidar da dragagem, e o consultor verificou que não seria possível fazer a draguem mecânica, visto que o fundo da baía é composto por rochas. Nesse caso, o método proposto para realizar a dragagem e aumentar a profundidade deve ser A o uso de explosivos. B o uso de britadeiras submarinas. C o uso de submarinos com equipamento especializado. D o uso de alcatruzes. E o uso de uma draga estacionária de corte resposta. A alternativa A está correta. O recomendado é o uso de explosivos. A explosão deve ser programada de tal forma a obter uma profundidade maior do que a necessária. Questão 2 Na construção de obras portuárias são utilizados equipamentos específicos e equipes especializadas. Abaixo é apresentada uma lista de equipamentos. I. Dragas II. Batelões III. Pontões IV. Gruas V. Escoras Marque a opção que apresenta os equipamentos utilizados em obras portuárias. A Apenas I, II, III e IV. B Apenas I, II e IV. C Apenas II, III, IV e V. D Apenas I, III IV e V. E Todas. A alternativa A está correta. As escoras não são equipamentos utilizados para a construção de obras portuárias, e sim para escorar vigas e lajes em estruturas convencionais. Já todos os outros equipamentos – dragas, batelões, pontões e gruas – são utilizados para obras marítimas e portuárias. 5. Conclusão Considerações finais Você deu seus primeiros passos para o conhecimento de obras portuárias e, agora, sabe classificar um porto, identificar as áreas de um porto com suas definições básicas, reconhecer as obras que envolvem um arranjo geral de um porto e classificá-lo de acordo com sua localização e utilização. Vimos como definir a profundidade e a largura dos canais de acesso de um porto, os tipos de bacias que envolvem a região portuária e tipos de abrigo que podem ser realizados para a proteção das embarcações no porto. Você, como profissional, seja da área de projetos ou execução de obras, utilizará os conceitos aqui apresentados no dimensionamento e na execução das obras portuárias. Isso fará parte do seu dia a dia quando estiver envolvido com portos. Podcast Ouça agora uma entrevista com o especialista sobre os tipos de arranjo geral dos portos, as características dos projetos de quebra-baixamares e as condicionantes ambientais para construção dos portos. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para ouvir o áudio. Explore + Confira as indicações que separamos especialmente para você! Pesquise e saiba mais sobre obras de dragagem com Débora Bondan de Oliveira em sua Dissertação de mestrado sobre Dragagens no Porto do Rio Grande: um estudo sobre impactos e conflitos de uso. Pesquise os impactos ambientais e o futuro da demanda portuária com Anderson Marques Araújo do Nascimento em sua Dissertação de mestrado sobre Efeitos Ambientais da dragagem do Porto de Maceió (AL) e cenário futuro da demanda portuária. Referências ALFREDINI, P.; ARASAKI, E. Obras e Gestão de Portos e Costas: a técnica aliada ao enfoque logístico e ambiental. 2. ed. São Paulo: BLUCHER, 2009. BRASIL. Ministério da Infraestrutura. Conceitos Hidroviários. Publicado em: 7 jan. 2015. Consultado na internet em: 9 fev. 2023. BRASIL. Ministério da Infraestrutura. Porto do Rio recebe R$ 210 milhões para obras de dragagem. Publicado em: 13 ago. 2022. Consultado na internet em: 9 fev. 2023. ETERMAR. Marítimo. Dragas Escavadoras. Consultado na internet em: 9 fev. 2023. FAZCOMEX. Entenda o que é o calado do navio. Publicado em: set. 2022. Consultado na internet em: 9 fev. 2023. GALANTE, A. Petrobras realiza primeira operação de abastecimento de navio por outro navio em São Luís (MA). Poder Naval, 31 mar. 2011. ISTO É SERGIPE. Publicado em: 24 ago. 2015. Consultado na internet em: 9 fev. 2023. NEALDO, C. Movimentação de cargas nos portos de alagoas cresce 33,7%. Gazeta de Alagoas, 19 ago. 2021. PORTO DE IMBITUBA. Infraestrutura portuária. Consultado na internet em: 9 fev. 2023. PORTOS E NAVIOS. Porto do Forno, em Arraial do Cabo, é esperança de retomada da economia para a Região dos Lagos do Rio. Portos e Navios, 2020. Consultado na internet em: 9 fev. 2023. PORTOS E NAVIOS. Samarco obtém autorização para operação integral do Terminal Ponta Ubú. Brainmarket, 2022. Consultado na internet em: 9 fev. 2023. RIBEIRO, T. J. T. Processosde Construção e Fiscalização de Obras Portuárias. Dissertação de Mestrado. Universidade do Porto, 2011. Obras de portos 1. Itens iniciais Propósito Objetivos Introdução Conteúdo interativo 1. Tipos de arranjo geral Áreas de um porto e seu arranjo geral Conteúdo interativo Conhecendo um porto Classificações de um porto Abrigo Profundidade e acessibilidade Área de retroporto Impacto ambiental Portos naturais Portos artificiais Localização e utilização dos portos Portos exteriores Portos interiores Portos ao largo da zona de arrebentação Portos de carga geral Portos especializados Arranjo geral das obras portuárias Conteúdo interativo Obras portuárias encravadas na costa ou estuarinas Obras portuárias salientes à costa e protegidas por molhes Obra portuária ao largo protegida por quebra-mar Conteúdo interativo Espigões Verificando o aprendizado 2. Canais, bacias e abrigos As características de canais, bacias e abrigos de um porto Conteúdo interativo Canais de acesso portuários Dimensões dos canais e das embarcações marítimas Conteúdo interativo Profundidade dos canais de acesso Conteúdo interativo Determinação do squat Largura dos canais de acesso Dimensões típicas das embarcações marítimas Bacias portuárias Conteúdo interativo Bacia de evolução Comentário Bacia de espera Bacia de berço Tipos convencionais de obras de abrigo Conteúdo interativo Quebra-mar de talude Quebra-mar de parede vertical Quebra-mar misto Tipos não convencionais e escolha da obra Conteúdo interativo Tipos não convencionais de obras de abrigo Quebra-mar com núcleo de areia ou argila Quebra-mar descontínuo Quebra-mar de parede vertical com caixões de parede frontal perfurada Quebra-mar pneumático Quebra-mar de berma Escolha do tipo de obra Verificando o aprendizado 3. Projetos Projeto de quebra-mar de talude Conteúdo interativo Quebra-mar de talude: seção transversal e maciço Conteúdo interativo Características gerais da seção transversal Composição do maciço Quebra-mar de talude: equipamentos e pré-dimensionamento Conteúdo interativo Equipamentos e métodos construtivos Fatores de projeto e pré-dimensionamento da armadura Topobatimetria Clima de ondas Regime de marés Regime de correntes Condições de fundação Pressões sobre uma parede vertical Conteúdo interativo Diagramas de pressões sobre uma parede vertical Dimensionamento do peso dos blocos de espigões de enrocamento Verificando o aprendizado 4. Construção Desenvolvimento de construções marítimas e portuárias Conteúdo interativo Construções de obras marítimas e portuárias Conteúdo interativo Documentação Memorial descritivo e condicionantes ambientais Meteorologia, geologia, geotecnia e sismologia local Atenção Fases intermédias da obra Quebra-mares de talude Caixotões de concreto pré-fabricados Muros de gravidade Condicionantes para a construção das obras Conteúdo interativo Equipamentos, clima marítimo e meteorologia Disponibilidade de equipamentos de trabalho Clima marítimo e meteorologia Sistema de previsão das condições marítimas Sistema de previsão meteorológica Outros condicionantes Ambiental Segurança Licenças e autorizações No âmbito portuário No âmbito das administrações locais Dragagem e quebra de rochas Conteúdo interativo Objetivos da dragagem Escolha de equipamentos Quebramento de rochas com explosivos Verificando o aprendizado 5. Conclusão Considerações finais Podcast Conteúdo interativo Explore + Referências