Aula 07 - Obras Portuárias

Aula 07 Obras Hídricas p/ Perito Polícia Federal (Engenharia Civil) Professor: Marcus Campiteli

Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7

AULA 7: OBRAS PORTUÁRIAS SUMÁRIO

PÁGINA

CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES

1

1.

INTRODUÇÃO

2

2.

CLASSIFICAÇÃO E TIPOS PRINCIPAIS DE PORTOS

9

3.

COMPONENTES

ESSENCIAIS

DAS

ESTRUTURAS

19

ACOSTÁVEIS 4.

ARRANJO GERAL DAS OBRAS PORTUÁRIAS – OBRAS

21

DE PROTEÇÃO 5.

MOLHES E DIQUES DE DEFESA CONTRA A AÇÃO DAS

24

ONDAS 6.

MOLHES

DE

ENROCAMENTO

OU

BLOCOS

26

ARTIFICIAIS 7.

EQUIPAMENTOS PORTUÁRIOS

26

8.

DRAGAGEM

30

9.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

36

Olá

pessoal,

apresentamos

para

vocês

o

assunto

Obras

Portuárias, previsto no nosso edital. 60917199200

Esta aula baseia-se no Roteiro de Auditoria de Obras Portuárias do TCU. Não encontrei questões anteriores sobre esse assunto. Vale a pena focar as partes negritadas. Que caia somente o que vocês tenham estudado! Boa sorte!

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 OBRAS PORTUÁRIAS

1 – INTRODUÇÃO Pode-se definir o porto como um lugar abrigado, no litoral ou à margem de um rio, lago ou lagoa, dotado de instalações adequadas para apoiar a navegação e realizar as operações de carga, descarga e guarda de mercadorias, embarque e desembarque de passageiros, constituindo um elo de ligação entre transportes aquaviários e terrestres. Um porto é um nó intermodal do sistema de transporte, cumprindo a sua função de interligar os diversos meios de transporte que o acessam ao transporte aquaviário, seja marítimo, fluvial ou lacustre, dando condições em termos de transbordo, manipulação e depósito de mercadorias e embarque/desembarque de passageiros. O sítio ideal para a locação de um porto é aquele onde se encontra

uma

profundidade

enseada de

água

abrigada, suficiente

com para

acesso a

amplo

e

com

aproximação

das

embarcações previstas, sem obras adicionais de abrigo, dragagens ou derrocagem. A

escolha

muitas

vezes

é

determinada

por

imposições

relacionadas com as condições do lado terra, como a existência de 60917199200

infraestrutura viária, rodoviária e ferroviária, infraestrutura industrial e de produção, podendo oferecer melhores ou piores condições de implantação. O local escolhido pode oferecer boas condições de abrigo e proteção à ação do mar ou exigir obras especiais de defesa. Caso não se disponha de condições ideais, impõem-se obras adicionais de abrigo, tais como esporões, molhes e quebra-mares, Prof. Marcus V. Campiteli

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 além de serviços de dragagem que, muitas vezes, representam investimentos comparáveis aos investimentos correspondentes às estruturas de acostagem. Em não se encontrando condições adequadas para implantação das obras na região costeira, podemos recorrer às chamadas instalações “offshore”, nas quais navios operam praticamente com seus próprios recursos, fundeados distantes da costa, mediante apoio de sistemas auxiliares de bóias de fixação, tubulações e barcaças. É o caso de certos terminais petroleiros em mar aberto. Glossário: - Ancoradouro: Local onde a embarcação lança âncora. Também chamado fundeadouro. - Área de Influência do Porto Organizado (Hinterlândia): É a região servida por meios ou vias de transporte terrestres, fluviais ou lacustres para onde se destinam os fluxos de cargas decorrentes das operações de descarga de navios e embarcações, no sentido da importação, ou de onde se originam os fluxos de carga para o carregamento de navios e embarcações, destinados ao comércio exterior, exportações, ou a portos nacionais, quando se utiliza da navegação de cabotagem. - Área Molhada do Porto Organizado: Constituída do espaço 60917199200

aquaviário dentro da área do porto organizado, onde são realizadas as manobras de acesso e atracação das embarcações às instalações portuárias. - Área Terrestre do Porto Organizado: É constituída da parcela da área total do porto organizado menos a área aquaviária. - Áreas Não Operacionais: São as áreas localizadas dentro do porto organizado consideradas como não destinadas às operações Prof. Marcus V. Campiteli

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 portuárias, à circulação de veículos e pessoas, à armazenagem de carga; tidas como de reserva para futuras expansões da atividade portuária ou consideradas não produtivas de serviços portuários, como exemplo, de ocupação urbana permanente. -

Área

do

Porto

Organizado:

A

compreendida

pelas

instalações portuárias, quais sejam, ancoradouros, docas, cais, pontes e piers de atracação e acostagem, terrenos, armazéns, edificações e vias de circulação interna, bem como pela infraestrutura de proteção e acesso aquaviário ao porto tais como guias-correntes, quebra-mares, eclusas, canais, bacias de evolução e áreas de fundeio que devam ser mantidas pela Administração do Porto. - Armazém Alfandegado: Armazém próprio para receber a carga estrangeira. - Bacia de Evolução: Área fronteiriça às instalações de acostagem, reservada para as evoluções necessárias às operações de atracação e desatracação dos navios no porto. - Berço: Ponto de atracação das embarcações no cais. - Cábrea: Tipo de pau-de-carga com grande capacidade de carga. Denomina também os guindastes flutuantes. - Cais: Plataforma em parte da margem do porto de mar em 60917199200

que atracam os navios e se faz o embarque ou desembarque de pessoas e mercadorias. Constitui-se de um ou mais berços de atracação. - Calado: Profundidade em que cada navio está submerso na água. Tecnicamente é a distância da lâmina d’água até a quilha do navio.

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 - Canal de Acesso: Canal que liga o alto-mar com as instalações portuárias, podendo ser natural ou artificial. É o que permite o tráfego das embarcações desde a barra (local que demarca a entrada do porto e a partir de onde se torna necessária uma adequada condição de sinalização) até as instalações de acostagem e vice-versa. - Carga Granel: Também denominada de graneis, é aquela que não é acondicionada em qualquer tipo de embalagem. Os graneis são cargas que necessitam ser individualizadas, subdividindo-se em graneis sólidos e graneis líquidos. São graneis sólidos: os minérios de ferro, manganês, bauxita, carvão, sal, trigo, soja, fertilizantes, etc. São graneis líquidos: o petróleo e seus subprodutos, óleos vegetais, etc. - Contêiner: Equipamento de metal no formato de uma grande caixa, que serve para o transporte de diversos materiais. São reutilizáveis e possuem quatro tamanhos principais de 30, 25, 20 e 10 toneladas. - Dique: Compartimento escavado junto a portos, à beira do mar, próprio para receber embarcações que necessitam de limpeza ou reparação. - Dragagem: Serviço de escavação nos canais de acesso e 60917199200

áreas de atracação dos portos para manutenção ou aumento da profundidade. - Duto: Tubulação que tem por finalidade conduzir vários tipos de graneis sólidos, líquidos ou gasosos: mineroduto - quando transporta minérios; oleoduto – quando transporta óleo; gasoduto quando transporta gás.

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 - Eclusas: estruturas com a finalidade de regular e permitir a transposição entre cotas diferentes de linha d’água, fluvial ou marítima. - Estaleiro: Lugar onde se constroem, fazem manutenção e reparos de navios. - Instalações de Acostagem: Estruturas portuárias, fixas ou flutuantes, destinadas a receber embarcações, dotadas de cais ou píeres, defensas (fixas ou removíveis), cabeços, dolfins, rampas e escadas de nível, quando couber. - Instalação Portuária: A destinada ao uso público, as quais podem ser contínuas ou localizadas em pontos diferentes do mesmo porto, mas devem estar sempre sujeitas à mesma administração portuária, compreendendo: a) os ancoradouros, as docas, eclusas, canais, ou os trechos de rios, em que as embarcações sejam autorizadas a fundear, ou a efetuar operações de carregamento ou descarga; b) as vias de acesso aos ancoradouros, às docas, aos cais, ou às pontes de acostagem, desde que tenham sido construídas ou melhoradas, ou que devam ser mantidas pelas administrações dos portos; 60917199200

c) bacias de evolução, áreas de fundeio, cais, pontes e piers de atracação

e

acostagem,

guia-correntes,

ou

quebra-mares,

construídos para a atracação de embarcações ou para a tranquilidade e profundidade das águas, nos portos, ou nas respectivas vias de acesso; d) os terrenos, os armazéns e outros edifícios, as vias de circulação interna, bem como todo o aparelhamento de que os portos disponham, para atender às necessidades do respectivo tráfego e à Prof. Marcus V. Campiteli

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 reparação e conservação das próprias instalações portuárias, que tenham sido adquiridos, criados, construídos, ou estabelecidos, com autorização do Governo Federal. - Instalação Portuária Pública de Pequeno Porte: A destinada às operações portuárias de movimentação de passageiros, de mercadorias ou ambas, na navegação interior. - Píer: Estrutura portuária onde atracam as embarcações de passageiros em turismo e são efetuados embarques e desembarques de passageiros, tripulantes e bagagens, ligada à terra por ponte de acesso. - Quebra-mares: Construção que recebe e rechaça o ímpeto das ondas ou das correntes, defendendo as embarcações que se recolhem num porto, baía ou outro ponto da costa. O quebra-mar se diferencia do molhe por não possuir ligação com a terra, enquanto que este sempre parte de um ponto em terra. - Terminal Portuário: Instalações portuárias localizadas no final de uma linha de navegação regular. - Utilidades Portuárias: Estruturas e sistemas instalados em terra com a finalidade de servir à operação de embarcação de passageiros em turismo atracada em terminal portuário de uso privativo de turismo, para movimentação de passageiros, tais como 60917199200

sistemas de comunicação; sistemas de fornecimento de água potável, energia elétrica, ar comprimido e combate a incêndio, e instalações para recolhimento de resíduos líquidos e sólidos;

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Fonte:

2 – CLASSIFICAÇÃO E TIPOS PRINCIPAIS DE PORTOS Uma possível classificação para as obras acostáveis e terminais portuários é apresentada a seguir. Quanto a localização: marítimas, fluviais ou lacustres. Quanto

as

condições

de

abrigo:

protegidas

(naturais-

baías/enseadas ou artificiais-obras de defesa); ou em mar aberto. Quanto

ao

tipo

de

carga:

Carga

geral;

Granéis

sólidos

(terminais mineraleiros, de cereais, de fertilizantes); Granéis líquidos (terminais de petroleiros); Contêineres. 60917199200

Os terminais de contêineres são aqueles providos de instalações especializadas

para

manusear

cargas

conteinerizadas,

isto

é,

colocadas em containers de dimensões apropriadas, de modo a facilitar a sua armazenagem e transferência, além do transporte e distribuição. Nos terminais “roll-on, roll-off” o acesso das cargas aos navios é direta, através de rampas de ligação com o cais.

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Fonte: < www.beckettrankine.com>

Os equipamentos também podem influir no tipo das estruturas portuárias, como podemos ver nos terminais em carregadores deslizantes e os terminais em carregadores setoriais, nas instalações para carga de minerais, em especial de ferro. Nos primeiros, os carregadores deslizam ao longo da frente acostável, impondo a necessidade de um cais ou plataforma contínuos. No segundo caso, a carga do mineral é feita por lanças que pivotam em torno de pontos de articulação e se apoiam em estruturas setoriais, resultando um tipo de obra em elementos estruturais discretos. 60917199200

De acordo com o tipo estrutural ou a natureza da estrutura, podemos também estabelecer uma caracterização interessante das obras acostáveis. Assim, poderemos ter obras em estruturas contínuas ou obras em estruturas discretas. As primeiras geram normalmente as chamadas soluções em cais de paramento aberto ou fechado. Os cais de paramento fechado possuem uma cortina frontal que assegura a contenção do terrapleno de retaguarda. Nos cais de paramento aberto, esta cortina não existe Prof. Marcus V. Campiteli

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 ou está na retaguarda do cais. A zona abaixo da plataforma é taludada suavemente a partir do extremo interno da seção estrutural, até atingir a linha de dragagem. Nas soluções em estrutura discreta, estas estão subdivididas em elementos isolados, realizando funções específicas de acostagem, suporte de equipamentos e amarração dos navios ou embarcações. Para a melhor caracterização de alguns tipos citados de obras e seus elementos, passaremos a apresentar algumas soluções esquemáticas e a comentá-las brevemente. Na figura a seguir, em planta, é apresentada uma solução em cais corrido, com um lado acostável, em opções de paramento fechado e de paramento aberto.

Fonte: TCU (2002)

A figura seguinte, com o corte A-A da figura acima, apresenta, temos a solução em paramento fechado, na qual o terrapleno de 60917199200

retaguarda é contido por uma cortina. Este tipo de obra é também denominado “cais com plataforma de alívio”, pois a plataforma protege a cortina contra os empuxos.

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Fonte: TCU (2002)

E na figura a seguir, também podendo representar o corte A-A da figura anterior em planta, observa-se a solução equivalente em paramento aberto, na qual o terreno se apresenta em talude, sob a plataforma.

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Fonte: TCU (2002)

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 Na próxima figura apresenta-se uma solução em plataforma contínua tipo “finger”, com dois lados acostáveis. A estrutura, nestes casos, é, geralmente, vazada e consta de uma plataforma apoiada em estacas ou tubulões. Podem existir, além disso, cais auxiliares

para

pequenas

embarcações

de

apoio,

tais

como,

rebocadores e lanchas. Na figura estas instalações estão indicadas por um cais corrido, em cortina ancorada, normal ao cais principal.

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Fonte: TCU (2002)

A solução com dois cais acostáveis apresenta, evidentemente, maior rendimento operacional em relação à solução com apenas um lado acostável. A sua adoção depende de uma série de circunstâncias adicionais, tais como, condições topográficas e batimétricas do fundo da bacia, desempenho dos equipamentos etc. As soluções em cais contínuo são mais adaptáveis a tipos de equipamentos de carga e descarga de navios do tipo deslizante, isto é, que se desloca ao longo da frente acostável. Uma variante estrutural de solução para os cais do tipo contínuo que, muitas vezes, pode apresentar consideráveis vantagens econômicas, é constituída pelo cais de cortina ancorada, com fundações independentes para suportar o equipamento deslizante, 60917199200

conforme a figura a seguir.

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Fonte: TCU (2002)

Apresentamos, a seguir, dois tipos de soluções esquemáticas de 60917199200

estruturas acostáveis em elementos discretos. Na figura a seguir temos uma representação esquemática típica de um terminal para granéis líquidos, em particular para navios petroleiros. O esquema também pode ser usado para operar certos tipos de graneis sólidos.

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Fonte: TCU (2002)

A obra estrutural consta de diversos elementos e plataformas isoladas, cada qual desempenhando uma função específica. Assim, temos em (1) a plataforma de carga ou descarga, que suporta os Prof. Marcus V. Campiteli

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 respectivos equipamentos e é ligada ao retroporto por uma ponte de acesso (4). Esta conduz as tubulações e permite, em geral, também o tráfego de veículos. A plataforma de carga ou descarga apresenta-se recuada em relação à linha de acostamento e é protegida contra o possível choque dos navios, por dolfins elásticos (6). As plataformas (2) de acostamento permitem a atracação dos navios

e

estão

equipadas

com

defensas

elásticas

de

grande

capacidade de absorção de choques (7). A amarração dos navios e sua fixação para fins de operação é feita por meio dos dolfins de amarração (3). Para efeitos de manutenção, são previstas as passarelas (5) que ligam a plataforma de carga e descarga às plataformas de acostamento. As soluções em elementos estruturais discretos, sempre que possível,

são

naturalmente

indicadas,

uma

vez

que

reduzem

consideravelmente o vulto das obras em relação às soluções em estruturas contínuas. A sua adoção, no entanto, depende do tipo de equipamento e da possibilidade de separar nitidamente as funções dos vários elementos estruturais. Apresentamos na figura seguinte uma outra solução, com terminal constante de elementos discretos. Trata-se de uma solução em carregador setorial, adotada para terminais de minérios. 60917199200

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Fonte: TCU (2002)

Nestes terminais, os carregadores (5) deslocam-se sobre estruturas setoriais (3), lançando minério nos porões dos navios. As plataformas do tipo (4) servem para a transferência do fluxo de minério levado por um sistema de esteiras transportadores, para as

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 lanças dos carregadores (5). O terminal é completado pelos dolfins de amarração (1) e os dolfins de atracação (2). Como vemos, a distribuição dos elementos estruturais, nestes terminais, depende essencialmente dos equipamentos mecânicos de carregamento dos navios. Os poucos exemplos citados dão uma idéia da variedade de tipos de obras acostáveis que podem ser concebidas para o atendimento de diversas funções. Podemos,

evidentemente,

imaginar

outros

tipos

ou

classificações de obras, tais como, por exemplo: cais fixo (até agora tratados) e cais flutuantes. Estes últimos tornam-se necessários em presença de grandes variações de nível de água na bacia de acostagem. 3

–

COMPONENTES

ESSENCIAIS

DAS

ESTRUTURAS

ACOSTÁVEIS Do exame geral de alguns tipos de obras acostáveis no item anterior, podemos concluir que, em toda obra desse tipo, existem basicamente alguns elementos estruturais essenciais, destinados a realizar funções básicas. Os

componentes

básicos

essenciais

constituem

as

60917199200

estruturas de suporte dos equipamentos, as estruturas de acostamento, os elementos de fixação dos navios e os órgãos de proteção contra os choques. Em

certos

terminais,

as

funções

desempenhadas

pelos

componentes acima citados poderão estar totalmente separadas e, em outros, poderão estar integradas num só ou em diversos elementos.

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 Por exemplo, na solução esquemática da figura anterior, para um terminal de petroleiros, cada elemento estrutural possui uma função específica. Assim, a plataforma (1) suporta os equipamentos, as plataformas (2) servem para o acostamento dos navios e os dolfins (3) para a amarração dos mesmos. As defensas (7) e os dolfins elásticos (6) realizam as funções de proteção contra os choques. Nas soluções em estrutura contínua mostradas nas duas primeiras figuras do capítulo anterior, as funções de suporte dos equipamentos de amarração dos navios e de proteção contra choques estão todas integradas na plataforma principal. Seria possível retirar a função de absorção dos impactos dos navios da plataforma, projetando, por exemplo, dolfins elásticos de estacas flexíveis, separados da mesma. Poder-se-ia também, caso desejado, prever a amarração

dos

navios

em

estruturas

especiais

separadas

da

plataforma, com o que se chegaria a uma solução em estruturas de função totalmente diferenciada. A escolha dentre as inúmeras possibilidades que se oferecem ao projetista dependerá, naturalmente, das condições peculiares de cada situação e dos riscos que ele concorde em assumir, ao serem integradas algumas funções distintas em elementos estruturais únicos.

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As soluções com estruturas de atracação e de amarração diferenciadas garantem, em geral, maior segurança às obras, uma vez que danos que podem ocorrer por acidentes ficam circunscritos a determinados elementos da obra. Pode-se evidentemente ter outros elementos

desempenhando

funções

complementares

às

das

estruturas principais tais como, funções de apoio na operação dos navios, funções de proteção contra as ações do mar etc.

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 As obras portuárias e acostáveis envolvem alguns aspectos estruturais que as distinguem das demais. Em especial, deve ser enfatizado os elevados valores das cargas horizontais que lhes são aplicadas, devido aos impactos de navios ou tração nas amarras de fixação,

além

de

grandes

esforços

concentrados

devido

aos

equipamentos e guindastes. Deve-se contar ainda com consideráveis efeitos de empuxos de terras, que têm importância comparável à dos demais

carregamentos.

Nas

obras

marítimas,

pode

ser

ainda

necessário levar em conta a ação das ondas e correntes marítimas. Em razão dessas peculiaridades, de modo geral, as obras portuárias não se revestem do caráter de esbeltez de outras obras, como, por exemplo, das pontes. Os elevados valores de certos esforços a que são submetidas contra indicam a adoção de estruturas esbeltas. Para resistir aos impactos de grandes navios, a melhor solução constitui-se ainda nas estruturas maciças, em especial os dolfins. Um

elemento

de

primordial

importância

nas

estruturas

marítimas ou portuárias é constituído por suas fundações profundas, em estacas ou tubulões. Grande número de estruturas portuárias, mormente as estruturas de cais, dolfins de amarração, plataformas de

carga,

descarga

e

operações,

etc,

são

apoiadas

em

estaqueamentos constantes de estacas verticais e inclinadas. 60917199200

4 – ARRANJO GERAL DAS OBRAS PORTUÁRIAS – OBRAS DE PROTEÇÃO As

obras

acostáveis,

apresentadas

nos

itens

anteriores,

constituem a componente mais importante das obras portuárias. A localização mais interessante das obras será, naturalmente, numa baía, sem necessidade de obras de proteção.

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 Quando isto não é possível, como ocorre em terminais em mar aberto, deve-se prever obras especiais de proteção, tais como molhes de enrocamento ou diques refletores das ondas. Em caso de fortes correntes marítimas ou de maré, podem ser necessários diques ou molhes de proteção contra as correntes. As possibilidades de arranjos gerais das obras acostáveis e de proteção são extremamente variadas e dependem de muitos fatores, tais como a morfologia das costas, o plano de ondas e ventos, etc. Na figura a seguir tem-se um complexo portuário implantado numa linha de costa sensivelmente retilínea e protegida contra a ação das ondas por uma linha de molhes, formando um segmento trapezoidal.

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Fonte: TCU (2002)

Na figura seguinte, tem-se uma solução típica para um terminal tipo “off-shore”, constando de um berço de atracação, protegido por Prof. Marcus V. Campiteli

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 um molhe em L e ligado à zona de retroporto por uma longa ponte de acesso.

Fonte: TCU (2002)

60917199200

A próxima figura mostra uma solução dita “estuarina” ou encravada no litoral. Esta solução é muitas vezes adotada em zonas de estuários, em que os trabalhos de dragagem são complementares a um delta ou bacia fluvial existente.

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Fonte: TCU (2002)

Os molhes ou diques de proteção contra a ação das ondas são de dois tipos: molhes que provocam a ruptura das ondas; e diques refletores das ondas. Os molhes provocam a ruptura das ondas e são construídos de enrocamentos taludados de pedras naturais ou elementos artificiais de concreto, tais como tetrápodes ou outros. Os diques refletores de ondas são constituídos, em geral, por construções maciças de concreto

simples

ou

armado

60917199200

(caixões),

com

fundações

sobre

enrocamentos. Os molhes de proteção contra a ação das correntes também são constituídos por espigões de elementos rochosos naturais ou artificiais. 5 – MOLHES E DIQUES DE DEFESA CONTRA A AÇÃO DAS ONDAS

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 Conforme já mencionamos, os diques de proteção contra as ondas são do tipo que provoca sua ruptura ou do tipo refletor. A figura seguinte apresenta cortes transversais típicos deste tipo de obras.

No primeiro caso da figura, temos a seção transversal de um molhe típico de enrocamento. Os taludes do enrocamento podem variar na ordem de 1:1,5 a 1:3 (cotg  = 1,5 a 3,0), de acordo com o tipo de material empregado. Existe naturalmente o interesse de manter o talude o mais acentuado possível, dentro das características 60917199200

do material empregado, de modo a obter a máxima economia. A cota de topo do molhe deve ser fixada de modo a evitar a passagem das ondas sobre a crista, seja pela altura da onda ou pela sua ascensão ao longo do talude (wave runup). Estes parâmetros de projeto podem ser obtidos através dos elementos de Hidrodinâmica Marítima.

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 No segundo caso da figura, temos a seção típica de um dique refletor de ondas. Estes diques são, em geral, projetados de modo a criar um anteparo vertical, capaz de refletir as ondas progressivas neles incidentes, gerando ondas estacionárias ou “clapoti”, que é igual ao dobro da altura da onda progressiva incidente. Ambos os tipos de molhes ou diques tem, em geral, uma pista ou via de trânsito em seu coroamento. 6 – MOLHES DE ENROCAMENTO OU BLOCOS ARTIFICIAIS Estes molhes, cuja seção típica é indicada na figura a seguir, provocam a ruptura da onda, quando esta ascende pelo talude de incidência. O fenômeno é semelhante ao da ruptura da onda num fundo de profundidade decrescente.

Todavia, o fenômeno é mais complexo, em consequência da rugosidade do talude do enrocamento, o que faz com que parte da 60917199200

energia da onda seja dissipada por atrito ou turbulência. Pode haver uma reflexão parcial da onda, em especial no caso de taludes muito íngremes, e, às vezes, só um estudo em modelo pode dar informações corretas. 7 – EQUIPAMENTOS PORTUÁRIOS Os equipamentos portuários constituem outro tópico relevante seja pela sua importância na dinâmica/operação do porto (tempos de Prof. Marcus V. Campiteli

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 carga/descarga, taxas de ocupação/capacidade, qualidade, custos, etc), seja pela singularidade desses equipamentos ou ainda pela representatividade de seu custo no custo total das obras portuárias. Os tipos, funções e características dos equipamentos portuários e de movimentação de cargas são variados e de evolução rápida, e por isso precisam ser selecionados através de estudo criterioso, por especialistas conhecedores das disponibilidades de mercado, de desempenho e eficiência operacional, constituindo assim uma ampla e complexa especialidade. Além dos equipamentos de carga e descarga dos navios, empregam-se também equipamentos de pátio, cuja finalidade é o manuseio das cargas ou o transporte dessas até os equipamentos móveis do cais ou zona acostável. De

uma

maneira

resumida,

podemos

classificar

os

equipamentos envolvidos na movimentação de cargas: - De carga geral - De granéis sólidos - De granéis líquidos - De contêiner 60917199200

7.1) Equipamentos de Carga Geral a) Percurso aéreo da carga (navio – faixa de cais): Equipamentos de bordo: - Pau de carga ou guincho (em desuso devido aos guindastes de bordo dos navios de maior capacidade de carga)

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 - Guindaste de bordo (instalados sobre o convés de navios cargueiros e graneleiros sólidos – até 50 t) - Ponte automática (deslocam-se no convés principal para estivagem/desestivagem de 28ontêineres – até 40 t) Equipamentos de faixa de cais: - Guindastes elétricos de pórtico ou semi-pórtico (sobre trilhos, mais apropriados para movimentação de carga geral de baixo peso unitário – até 6,5 t) - Auto-guindastes móveis (sobre pneus, e, portanto, de deslocamento livre – até 100 t) - Portainers (pórticos para movimentação de contêineres, sobre trilhos, mesmo papel que as pontes – até 40 t) -

Cabreas

(embarcação

contendo

guindaste

de

grande

capacidade sobre o seu convés – 500 t (movimentação de carga nos portos) e 3000 t (obras marítimas) b) Percurso terrestre da carga (faixa de cais – instalação de estocagem de 1ª linha): - Empilhadeiras convencionais (sobre pneus, de garfo central, transporte de carga a pequena distância – até 7 t) 60917199200

- Empilhadeiras especiais (de garfo lateral, garfo frontal circular, etc) - Top load (empilhadeiras para movimentação de containeres, sobre pneus – até 40 t) 7.2 – Equipamentos de Graneis Sólidos

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 De um modo geral, os graneis sólidos são movimentados através

de

instalações

especializadas

(automatizadas

ou

mecanizadas), ou seja, sem o auxílio de mão de obra braçal, mas apenas de operadores especializados na operação dos equipamentos. - Torres de sucção pneumática (descarga) – sobre trilhos, utilizados na descarga de cereais, capacidade de até 500 t/h. - Sugadores móveis (descarga) – pequeno porte, sobre pneus, capacidade em torno de 60 t/h. - Sugadores flutuantes (descarga) - atuam a contrabordo de navios fundeados ao largo ou nas bacias portuárias. - Descarregador de navios ou inloader (descarga) – pórtico, de grande porte, sobre trilhos, recuperam o granel sólido no porão do navio, iça-o e o despeja em uma moega na própria estrutura, e daí até sistema de correias transportadoras. Utilizados para minério de ferro, carvão, fertilizantes, etc. Capacidade até 2.000 t/h. - Carregador de navios ou shiploader (embarque) – pórtico, de grande porte, sobre trilhos, embarca e estiva o granel, oriundo das instalações portuárias, no porão do navio. Capacidade até 32.000 t/h, no caso de minério de ferro. - Guindastes elétricos convencionais – equipamentos motores, 60917199200

não pertencentes às instalações especializadas. Capacidade entre 1.5 a 50 t/porão/h. 7.3 – Equipamentos de Graneis Líquidos A exemplo dos granéis sólidos, os granéis líquidos, de um modo geral,

também

são

movimentados

através

de

instalações

especializadas.

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 - Braços de carga – equipamentos que conectam os mangotes procedentes dos tanques dos navios graneleiros líquidos ao sistema de tubulações ou pipelines que conduz o granel líquido até a instalação onde será estocado. Capacidade até 1.000 t/h. - Sistema de mangote – difere do anterior apenas pela ligação entre o navio e as tubulações. Capacidade até 500 t/h. - Sistema de carga/descarga de caminhão tanque diretamente para o navio – com auxílio de mangotes e bombas do caminhão. Capacidade até 50 t/h. 8 - DRAGAGEM Em quase todos os portos do mundo verifica-se a necessidade de se proceder a operações de diversos tipos destinadas a assegurar que a navegação se realize em boas condições de segurança, qualquer que seja o estado de tempo e de maré. Em alguns portos despendem-se elevadas verbas nessas operações. Para tal situação tem contribuído o aumento progressivo do calado dos navios e a construção de obras de abrigo, estas por reduzirem a agitação das águas e, consequentemente, favorecerem o assoreamento. As operações e processos utilizados na manutenção e melhoria 60917199200

de condições de acesso aos portos podem ser classificadas em: correntes

de

varrer;

dragagem;

derrocamento;

operações

de

salvamento e de remoção de destroços de navios e de obras. As correntes de varrer constituíram durante muitos anos o único processo a que se recorria nos portos estabelecidos em mares, com

marés,

para

assegurar

as

profundidades

necessárias

à

navegação.

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 Para conseguir as correntes de varrer utilizavam-se braços mortos de rios ou construíam-se reservatórios. Na enchente permitiase a entrada da água até se atingir a cota da preamar, fechavam-se em seguida as comportas, as quais só voltavam a abrir na baixamar. As correntes assim conseguidas eram em geral suficientes para assegurar a manutenção dos canais pouco profundos exigidos, antigamente, pela navegação. Para assegurar nas entradas dos portos as profundidades demandadas pelos grandes navios utilizados hoje em dia seria necessário movimentar enormes volumes de água. Tais volumes implicariam a construção de reservatórios e de comportas enormes. O perigo de descalçamento dos muros-cais provocados pelas correntes e a necessidade de se interromper a navegação durante sua passagem são outros inconvenientes graves que também têm levado ao abandono das correntes de varrer. Tal abandono deve-se, ainda, ao progresso verificado no equipamento de execução de dragagens, progresso este que permitiu elevar consideravelmente, ao longo do tempo, o rendimento dos equipamentos e baixar os custos de dragagem.

Porém, o método das correntes de varrer ainda é

bastante usado quando as condições naturais locais dispensam a construção de reservatórios. Designa-se genericamente por dragagem a remoção de 60917199200

materiais de fundos submersos mediante o emprego de equipamento flutuante (na grande maioria dos casos). A evolução dos equipamentos permitiu o alargamento do campo de aplicação das dragas. Hoje se realizam operações de dragagem não apenas como o objetivo de aprofundar ou conservar os acessos aos portos e as condições de flutuação no seu interior, mas também com outros objetivos, tais como: execução de fundações de obras Prof. Marcus V. Campiteli

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 marítimas; obtenção de materiais para aterro, em geral associada como o aprofundamento de zonas navegáveis; construção de barragens de terra; criação de novas praias ou alargamento das existentes; obtenção de materiais de construção, notadamente areia, cascalho e argila; extração de minerais submersos. As dragas podem proceder à remoção dos materiais submersos provocando o seu arrastamento por forte corrente de água ou por meios mecânicos. No primeiro caso as dragas são chamadas de sucção e, no segundo, são designadas pelo tipo da colher ou do balde utilizado. As dragas de sucção, graças a potentes bombas centrífugas de que são munidas, aspiram materiais submersos misturados com água. As dragas de sucção classificam-se em dragas de sucção marítimas e dragas de sucção estacionárias. As primeiras, sempre providas de meios de propulsão e de porão para dragados, são verdadeiros navios capazes de trabalhar em lugares expostos. As segundas, normalmente desprovidas de meios de propulsão e de porão, destinam-se a serem utilizadas em lugares abrigados, no enchimento de batelões ou na propulsão dos produtos dragados através de tubulações (neste último caso também são chamadas de sucção e recalque). A

dragagem

de

areia

com 60917199200

dragas

de

sucção

efetua-se

geralmente com a draga “ancorada”, e por meio da abertura de poços regularmente espaçados. A agitação as águas acaba sempre por nivelar

os

fundos

assim

dragados,

conseguindo-se

ótimos

rendimentos. A dragagem de lodos com dragas de sucção efetua-se com a draga “em marcha”, abrindo sulcos segundo alinhamentos retos e paralelos. Para a dragagem em marcha utilizam-se cabeças especiais, Prof. Marcus V. Campiteli

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 as quais permitem a acumulação dentro delas de material a dragar. A capacidade do porão deste tipo de draga deve ser adequado às condições locais. Com o objetivo de melhorar o rendimento e de permitir a utilização de dragas de sucção estacionária em terrenos que não se desagreguem facilmente, recorre-se ao emprego de cabeças especiais nos

tubos

de

aspiração.

Estas

cabeças,

designadas

de

“desagregadoras”, são munidas de jatos de água sob pressão, ou de lâminas

rotativas.

Os

desagregadores,

quando

muito

pesados,

limitam a mobilidade das dragas e impedem-nas de trabalhar em águas agitadas. No entanto, permitem ampliar consideravelmente o rendimento e o campo de aplicação deste tipo de draga. Só convém transportar os dragados em porões próprios ou em batelões quando eles sedimentam rapidamente. Enviando os produtos dragados por tubulações para lugares onde possam decantar, evitamse os inconvenientes resultantes da sedimentação lenta. As dragas que utilizam meios mecânicos podem dispor de numerosos baldes, em rosário, ou apenas um único balde ou colher. Se a draga tiver um único balde, este será manobrado suspenso por cabos, cabos esses que permitirão levantá-lo e baixá-lo, e, também, comandarão a sua abertura e fechamento. Se a draga dispuser de uma colher ligada a um braço, esta será manobrada da mesma forma 60917199200

que

as

colheres

das

escavadoras

terrestres.

Algumas

dragas

encontram-se equipadas de modo a utilizar mais do que um processo de dragagem, o que lhes permite adaptarem-se a variadas condições de trabalho. O elemento principal das dragas de balde é uma série de baldes dispostos como os alcatruzes de uma nora. Elas permitem não só a dragagem de lodos e areias, mas também a de argilas, mesmo Prof. Marcus V. Campiteli

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 quando compactas, e até a dragagem de grandes seixos e rocha quebrada. As dragas de baldes devem ser apenas utilizadas em águas calmas, pois de outra forma a lança que suporta os baldes pode ser danificada. Os baldes tipo Priestman, também são designados em inglês por “grabs” e por “clamshells”, podem ser de variadíssimos tipos. São constituídos por duas ou mais mandíbulas trabalhando suspensas por cabos que servem também para comandar a sua abertura e fechamento. O próprio peso do balde provoca seu enterramento, quando aberto, no material a dragar. Só convém utilizar este tipo de equipamento em dragagens de reduzido volume, por virtude de ser baixo o seu rendimento. A principal vantagem das colheres tipo Priestman reside na sua grande adaptabilidade às mais diversas condições de trabalho. Como o balde não tem qualquer ligação rígida com a embarcação da qual é suspenso, não são de recear avarias no caso de agitação das águas, tal como sucede nos tipos anteriormente descritos. As chamadas dragas de colher são verdadeiras escavadores de colher, em tudo iguais às terrestres, mas montadas sobre batelões. Empregam-se em particular na remoção de fundos muito duros, onde não seja possível a utilização de dragas de baldes ou onde estas dêem pouco rendimento. Só podem ser utilizadas em 60917199200

lugares de águas muito calmas. Muitas dessas dragas são munidas de duas estacas aos lados da colher e que se podem fazer descer. Tais estacas destinam-se a permitir que a draga avance rodando ora em torno de uma, ora de outra estaca. Em geral, junto à popa a draga é também munida de uma terceira estaca mais esbelta.

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 O derrocamento é o quebramento de rochas submersas, o que pode ser feito de diversas formas: a) colocação de cargas explosivas diretamente sobre a rocha. Este processo presta-se ao quebramento de rochas salientes mas não ao aprofundamento de um fundo rochoso; b) utilização de quebradores de rocha ou corta-rochas, de funcionamento muito semelhante ao de bate-estacas, e cujos pilões podem pesar de 5 a 30 toneladas. Prestam-se ao quebramento de rocha

de

dureza

média,

em

particular

quando

estratificada

horizontalmente; c) colocação de explosivos dentro de furos abertos com martelos manobrados por mergulhadores ou de bordo de pontões especiais. É o processo mais utilizado. Os pontões são munidos de pernas sobre as quais se podem elevar, deixando, dessa forma, de acompanhar os movimentos da água. Por vezes, a furação também se faz de dentro de câmaras de ar comprimido. As operações de salvamento e remoção de destroços de navios sucedem quando se verificam naufrágios em lugares onde a presença de casco de um navio constitui um grave estorvo para a navegação. Em tais casos começa-se por escolher entre desmantelar o casco ou tentar pô-lo de novo a flutuar. 60917199200

Para por de novo a flutuar um navio naufragado inicia-se por retirar-lhe a carga, tampar os rombos e, em seguida, esgotar a água do

seu

interior.

Para

o

salvamento

de

navios

de

pequeno-

deslocamento utilizam-se flutuadores, de forma geralmente cilíndrica, os quais, pelo enchimento parcial com água, se fazem descer para junto do casco do navio. Por cabos ou correntes ligam-se os flutuadores ao casco. Esgotando-se a água de dentro dos flutuadores,

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Obras Hídricas PF/2016 Teoria e Questões Prof. Marcus Campiteli Aula 7 por meio de ar comprimido, estes trazem consigo para a superfície o casco do navio naufragado. Para destruir cascos que se tenha desistido de por a flutuar, começa-se, em geral, por os cortar em traços suscetíveis de serem suspensos por cábreas. Os trabalhos de salvamento e de desmantelação são também, por

vezes,

realizados

ao

abrigo

de

ensecadeiras

construídas

Governo

Federal.

Sitio:

especialmente para este fim.

BIBLIOGRAFIA -

–

BRASIL

, acessado em 10/6/2015. -

ANTAQ.

Sitio:

<

http://www.antaq.gov.br/portal/pdf/

glossario_antaq_marco_2011.pdf>. - TCU. Roteiro de Auditoria de Obras Portuárias. Acessível em . 2002.

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