Engenharia Portuária

Capa Alfredini_engenharia portuaria_71mm.pdf 1 17/12/2018 22:06:43

Alfredini Arasaki

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Nesta obra, toda a técnica utilizada nessa ciência experimental encontra respaldo teórico rico em exemplos reais.

MARCOS PINTO Professor do Departamento de Engenharia Naval e Oceânica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP) e sócio-fundador da Terrafirma Consultoria

2ª edição

Sempre presentes no projeto dessas obras complexas de engenharia estiveram os textos dos professores Alfredini e Arasaki, notadamente este livro. É uma obra de vulto que compila conhecimento de praticamente todos os aspectos de engenharia de obras costeiras e fluviais, como canais, obras de proteção e píeres, com suporte na clara apresentação de toda a fenomenologia da interação fluida com a geomorfologia portuária. É um manual indispensável ao projetista, em especial ao brasileiro. O livro, sendo vastamente suportado por formulações analíticas ou empíricas, permite a aplicação imediata no projeto de concepção de toda obra costeira ou fluvial. É autossuficiente do ponto de vista técnico. Também é texto didático utilizado em cursos de diferentes escopos, da graduação à pós-graduação.

Engenharia

Pela alteração do marco legal, permitiu-se aos terminais portuários privativos a movimentação de carga de terceiros, e muitos terminais deverão ser implantados nos próximos anos, tornando esta nova edição de Engenharia portuária muito pertinente.

PORTUÁRIA

A ligação do Brasil com os mercados mundiais é predominantemente marítima.

Nossa costa é monumental, e são extremamente numerosos os nossos portos.

Por essa razão, projetar e desenvolver portos é atividade tradicional no Brasil.

Paolo Alfredini Emilia Arasaki

Engenharia

2ª edição

PORTUÁRIA

Paolo Alfredini

ENGENHARIA PORTUÁRIA MANUAL TÉCNICO

Emilia Arasaki Colaboração especial 2ª edição

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

Engenharia portuária: manual técnico © 2018 Paolo Alfredini e Emilia Arasaki, 2ª edição Editora Edgard Blücher Ltda.

1ª edição – 2013 Imagem da capa: teste de passing ship no modelo físico do Porto de Santos (escala 1:170) do Laboratório de Hidráulica da Escola Politécnica, estando atracada embarcação Capesize no Armazém 39 e com navio conteneiro de 336 passante carregado na curva do Canal de Acesso.

O navio Capesize encontra-se instrumentado para a medição das forças nos cabos de amarração e deslocamentos. O navio conteineiro está sendo radiocontrolado por comandante prático da Santos Pilots. A imagem é a superposição de duas fotografias para se ter a noção do movimento.

Testes na bacia de ondas direcionais espectrais do Laboratório de Hidráulica da Escola Politécnica com os molhes guias-correntes projetados para o canal de acesso ao Porto de Santos (modelo físico na escala 1:120). Na porção inferior da fotografia, estão os dez atuadores de ondas independentes capazes de gerar o espectro direcional do mar.

DADOS INTERNACIONAIS DE CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO (CIP) ANGÉLICA ILACQUA CRB-8/7057

Rua Pedroso Alvarenga, 1245, 4° andar 04531-934 – São Paulo – SP – Brasil Tel.: 55 11 3078-5366 contato@blucher.com.br www.blucher.com.br

Segundo Novo Acordo Ortográfico, conforme 5. ed. do Vocabulário Ortográfico da Língua Portuguesa, Academia Brasileira de Letras, março de 2009.

É proibida a reprodução total ou parcial por quaisquer meios sem autorização escrita da editora.

Todos os direitos reservados pela Editora Edgard Blücher Ltda.

Alfredini, Paolo Engenharia portuária : manual técnico / Paolo Alfredini, Emilia Arasaki. – 2. ed. – São Paulo : Blucher, 2018.

1504 p. : il.

Bibliografia ISBN 978-85-212-1319-2 (impresso) ISBN 978-85-212-0812-9 (e-book)

1. Portos – Projetos e construção 2. Portos – Engenharia 3. Hidrovias – obras I. Título. II. Arasaki, Emilia.

18-0710

CDD 627.2 Índice para catálogo sistemático: 1. Portos – Engenharia

CONTEÚDO PARTE 1 HIDRÁULICA MARÍTIMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

Lista de símbolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Hidrodinâmica e estatística das ondas curtas produzidas pelo vento . . .

1.1 1.2

1.3 1.4 1.5

1.6

1.7

Introdução sobre ondas de oscilação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ondas monocromáticas e ondas naturais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2.2 Algumas expressões paramétricas para o espectro . . . . . .

1.2.2.1 Parâmetros derivados do espectro . . . . . . . . . . . .

1.2.2.2 Expressões paramétricas mais comuns para descrever o espectro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Dispersão da onda e velocidade de grupo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Energia da onda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4.1 Pressão subsuperficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4.2 Energia e potência das ondas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Características estatísticas das alturas das ondas oceânicas . . . . .

1.5.1 Distribuição das alturas de ondas em uma tempestade . .

1.5.1.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5.1.2 Definição da onda individual . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5.1.3 Propriedades probabilísticas das ondas características oceânicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5.2 Distribuição estatística de longo período . . . . . . . . . . . . . . .

1.5.3 Estimação das ondas extremas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5.3.2 Distribuições de probabilidade do valor extremo 1.5.3.3 Métodos para estimação dos parâmetros . . . . .

1.5.3.4 Intervalos de confiança . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5.3.5 Seleção da onda de projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5.3.6 Aplicações da estatística na estimação de ondas extremas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.5.3.7 Exemplo de aplicação para a onda HP de uma estrutura de atracação estaqueada . . . . . . . . . . .

1.5.3.8 O projeto otimizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Efeitos de águas intermediárias e rasas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.6.1 Empolamento e refração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.6.1.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.6.1.2 Empolamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.6.1.3 Refração e empolamento conjuntos . . . . . . . . . . .

1.6.1.4 Deformações provocadas pelas correntes . . . . .

1.6.1.5 Efeitos de formas batimétricas particulares . . .

1.6.2 Arrebentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Difração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.7.1 Características gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.7.2 Difração no tardoz de quebra-mar semi-infinito, rígido e impermeável . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.7.3 Difração normal no tardoz de abertura em quebra-mar rígido e impermeável . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.7.4 Difração oblíqua no tardoz de abertura em quebra-mar rígido e impermeável . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43 45 47 48 56 56 58 58 59 68 71 71 72 73 73 73 73 73 77 82 82 83 86 86 86 87

93 108 109 109 109 109 110 121 125 128 134 134 135 147 154

18

Engenharia portuária

2

1.7.5 Difração e refração combinadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.7.6 Considerações práticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8 Reflexão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8.2 Reflexão total . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8.3 Oscilações em bacias portuárias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8.3.1 Fundamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8.3.2 Características da oscilação estacionária nos nós 1.8.3.3 Bacias portuárias confinadas de forma simples retangular com profundidade constante e bordas verticais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8.3.4 Bacias portuárias abertas de forma simples retangular estreita com profundidade constante e bordas verticais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8.4 Transmissão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8.4.1 Fundamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8.4.2 Maciços de enrocamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8.4.3 Quebra-mares flutuantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.8.4.4 Barreiras verticais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.9 Correntes longitudinais produzidas pela arrebentação . . . . . . . . . .

1.10 Variabilidade do clima de ondas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.11 Incertezas ligadas à hidrodinâmica e à estatística de ondas curtas 1.11.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.11.2 Incertezas nas medições de ondas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.11.3 Incertezas na reconstituição do estado do mar passado .

1.11.4 Incertezas na estimativa das deformações das ondas . . . .

1.11.5 Redução das incertezas pela verificação da modelação dos processos marítimos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

154 157 158 158 158 160 160 161

Dinâmica das ondas longas de maré em embocaduras marítimas . . . . . .

171

2.1

2.2

Dinâmica da maré estuarina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.1 Considerações gerais sobre a maré astronômica . . . . . . . .

2.1.1.1 Características principais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.1.2 Forças geradoras da maré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.1.3 Pontos anfidrômicos e propagação da maré astronômica na costa brasileira . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.2 Considerações gerais sobre a maré não astronômica . . . .

2.1.2.1 Descrição geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.2.2 Conceituação da maré não astronômica . . . . . . .

2.1.2.3 Aspectos físicos básicos sobre as variações de nível do mar induzidas pela atmosfera . . . . . . . .

2.1.2.4 Remoção da maré astronômica: nível não astronômico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.3 Descrição matemática das marés astronômicas . . . . . . . . .

2.1.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.3.2 Onda progressiva longa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.4 A maré astronômica real em estuários . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1.5 Modificações dinâmicas da maré astronômica em estuários 2.1.6 Efeitos das larguras e profundidades nas massas estuarinas 2.1.7 Previsão da maré astronômica por análise harmônica . . .

Propagação da maré em estuários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.1 Circulação e misturação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.2 Tipos de circulação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.3 Variação relativa do nível médio do mar e seus impactos 2.2.3.1 Contexto quanto às mudanças climáticas . . . . .

161 161 163 163 164 164 165 166 166 168 168 169 169 169 169 172 172 172 173 178 180 180 180 181 186 191 191 191 192 192 193 193 199 199 208 209 209

Conteúdo

2.3

2.4

3

2.2.3.2

Estudo de caso da Baía e Estuário de Santos e São Vicente (SP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Onda de maré em rio desaguando no mar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.2 Equações de Saint-Venant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.2.1 Sistema natural de coordenadas e hipóteses básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.2.2 Modelo unidimensional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.2.3 Caso particular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.3 Solução analítica adimensional das equações de Saint-Venant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.3.1 Formulação da solução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3.3.2 Adimensionalização das equações . . . . . . . . . . . .

2.3.3.3 Solução analítica no regime dominado pelo atrito para maré semidiurna (T = 12,42 h) . . . .

Elementos de hidrografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.1 Definições gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.2 Geodesia e topografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.2.1 Forma da Terra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.3 Cartografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.3.1 Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.3.2 Classificação das cartas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.3.3 Sistemas de projeções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.3.4 Projeção de Mercator para o elipsoide . . . . . . . .

2.4.3.5 Folha de bordo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.3.6 Carta náutica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Transporte litorâneo de sedimentos e morfologia costeira . . . . . . . . . . . . .

3.1 3.2

3.3 3.4 3.5

Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Origens e características dos sedimentos de praia . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.2 Balanço sedimentar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.2.1 Elementos do balanço sedimentar . . . . . . . . . . . .

3.2.2.2 Limites do balanço sedimentar . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.2.3 Elenco das fontes dos sedimentos de praia . . . .

3.2.2.4 Elenco dos sumidouros dos sedimentos de praia 3.2.2.5 Processos convectivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.3 Características dos sedimentos de praia . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Circulação induzida pelas ondas junto à costa . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3.2 Ataque frontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3.3 Ataque oblíquo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Descrição do transporte litorâneo de sedimentos . . . . . . . . . . . . . . .

3.4.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4.2 Ao largo da arrebentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4.3 Região de arrebentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Perfis, alinhamentos de praia e formações costeiras típicas . . . . . .

3.5.1 Perfis transversais e alinhamentos de praia . . . . . . . . . . . . .

3.5.1.1 Perfil de equilíbrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.5.1.2 Importância e características dos perfis transversais de praia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.5.1.3 Alinhamento de praias em equilíbrio estático .

3.5.2 Formações costeiras típicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.5.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

221 232 232 232 233 234 234 234 234 235 235 238 238 238 238 240 240 241 241 241 242 243 245 246 247 247 249 249 250 251 252 252 252 252 253 253 254 254 255 255 256 256 259 259 259 260 262 264 264

19

20

Engenharia portuária

3.5.2.2 3.5.2.3 3.5.2.4 3.5.2.5 3.5.2.6 3.5.2.7 3.5.2.8

3.6

4

Flechas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Barras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Restingas ou lidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Barreiras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Tômbolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Baías e enseadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Cordões litorâneos, bancos e formações complexas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.5.2.9 Estudo de caso das praias de Suarão e Cibratel em Itanhaém (SP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Análise quantitativa do processo de transporte litorâneo . . . . . . . .

3.6.1 Início do movimento de sedimentos não coesivos e conformações de fundo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.6.1.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.6.1.2 Início do movimento de sedimentos não coesivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.6.1.3 Conformações de fundo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.6.2 A estimativa da vazão do transporte litorâneo . . . . . . . . . .

3.6.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.6.2.2 Fórmulas para a estimativa da vazão do transporte litorâneo longitudinal de sedimentos . . . . . . . . .

Hidrossedimentologia, dinâmica halina e morfologia em embocaduras marítimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1

4.2

4.3

264 264 264 268 268 268

270

270 280 280 280 282 282 284 284 286 289

Descrição geral das embocaduras marítimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 4.1.1 Definição generalizada de estuário e a importância do seu estudo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 4.1.1.1 Definição clássica de estuário . . . . . . . . . . . . . . . . 290 4.1.1.2 Importância de estudar águas estuarinas . . . . . 290 4.1.1.3 Características das zonas referentes à definição funcional de estuário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 4.1.2 Classificação dos estuários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 4.1.3 Características gerais dos processos estuarinos . . . . . . . . . 293 4.1.3.1 Propagação da maré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 4.1.3.2 Escoamento fluvial e seus efeitos . . . . . . . . . . . . . 299 4.1.3.3 Processos sedimentológicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 Intrusão salina em estuários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 4.2.1 Descrição da dinâmica da intrusão salina . . . . . . . . . . . . . . . 299 4.2.1.1 Estratificação em estuários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 4.2.2 Mecanismo de uma cunha salina estacionária . . . . . . . . . . . 302 4.2.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 4.2.2.2 Características de forma das cunhas salinas . . . 302 4.2.2.3 Estimativa do comprimento de cunhas salinas em canais largos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 4.2.2.4 Aproximação de Schijf e Schönfeld (1953) . . . . 303 4.2.3 Análise de estuários misturados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 4.2.3.1 Representação esquemática unidimensional da intrusão salina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 4.2.3.2 Fundamentos da análise unidimensional de estuários misturados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 Processos sedimentológicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 4.3.1 Fontes sedimentares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 4.3.1.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 4.3.1.2 Descrição das fontes sedimentares . . . . . . . . . . . 304 4.3.1.3 Levantamentos sedimentológicos de apoio . . . 305

Conteúdo

4.3.2

4.4

4.5

Dinâmica do transporte de sedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 4.3.2.1 Planícies de maré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 4.3.2.2 Estuários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 4.3.2.3 Deltas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 4.3.2.4 Embocaduras de maré lagunares . . . . . . . . . . . . . 314 Processos morfológicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 4.4.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 4.4.2 Conceito de equilíbrio dinâmico ou de regime em estuários 318 4.4.3 Conceito de estuário ideal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 4.4.4 Processos morfológicos em deltas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 4.4.4.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 4.4.4.2 Deltas dominados pelo rio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 4.4.4.3 Deltas dominados pela maré . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 4.4.4.4 Deltas dominados por ondas . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 4.4.4.5 Outros tipos de deltas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 4.4.5 Processos morfológicos em embocaduras de maré . . . . . . 323 4.4.5.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 4.4.5.2 Relações empíricas de condições de equilíbrio de regime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 Estudos de casos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 4.5.1 Aspectos relativos à dinâmica hidráulico-salina do Baixo Rio Cubatão (SP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 4.5.1.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 4.5.1.2 Descrição geral da área de influência deste estudo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 4.5.1.3 O controle das intrusões salinas com as descargas da Usina Henry Borden . . . . . . . . . . . . 326 4.5.1.4 Comportamento hidráulico-salino do Baixo Rio Cubatão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 4.5.1.5 Apresentação dos resultados do estudo . . . . . . . 327 4.5.1.6 Análise e considerações finais . . . . . . . . . . . . . . . . 327 4.5.2 Modelo analítico para vazão de barreira hidráulica no Rio Cubatão (SP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 4.5.2.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 4.5.2.2 Dados utilizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 4.5.2.3 Teoria utilizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 4.5.2.4 Conclusões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 4.5.3 Impacto da vazão da Barragem do Valo Grande na distribuição de salinidade no Complexo Estuarino-Lagunar de Iguape-Cananeia (SP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 4.5.3.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 4.5.3.2 Caracterização geral da região . . . . . . . . . . . . . . . . 330 4.5.3.3 Considerações sobre os dados utilizados . . . . . . 331 4.5.3.4 Resultados obtidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 4.5.3.5 Análise e conclusões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 4.5.4 O Terminal Marítimo de Ponta da Madeira (MA) . . . . . . . . 332 4.5.4.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 4.5.4.2 A obra portuária . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 4.5.4.3 Características hidráulicas e sedimentológicas em Ponta da Madeira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 4.5.4.4 A adaptação no Espigão Norte . . . . . . . . . . . . . . . . 334 4.5.4.5 A adaptação no Espigão Sul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 4.5.4.6 Consideração final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 4.5.4.7 As ondas de areia do Canal de Acesso do Complexo Portuário do Maranhão . . . . . . . . . . . . 335 4.5.5 Estudo da dispersão de efluentes de emissários submarinos na Baixada Santista (SP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339

21

22

Engenharia portuária

4.5.5.1 4.5.5.2 4.5.5.3 4.5.5.4 4.5.5.5

Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Representação do vento no modelo físico da Baixada Santista . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Emissário de Santos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Conclusões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PARTE 2 HIDRÁULICA FLUVIAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

Lista de símbolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Transporte fluvial de sedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1

345 347 349

350 350 350 351

Início do movimento e rugosidade no leito fluvial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

369

6.1 6.2 6.3 6.4 6.5

7

340 342 344

Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.2 Condicionantes do transporte de sedimentos . . . . . . . . . . .

5.1.3 A erosão por ação hidráulica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.4 A viabilidade de obras de Engenharia Hidráulica e o transporte de sedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Modalidades do transporte sólido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Equilíbrio dos escoamentos com fundo móvel . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Curva-chave sólida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Distribuição de tensões de arrastamento na fronteira . . . . . . . . . . .

5.2 5.3 5.4 5.5 6

339 340

Hidráulica dos escoamentos com fundo móvel . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.1.1 Lei de distribuição de velocidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.1.2 Perdas de carga nos escoamentos com fundo móvel . . . . .

6.1.3 Turbulência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Propriedades dos sedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.2.1 Caracterização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.2.2 Origem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Início do transporte sólido por arrastamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.3.2 Início do transporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.3.3 Ressuspensão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Conformações de fundo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Resistência ao escoamento em leito móvel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.5.1 Métodos de resistência global . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.5.2 Métodos com subdivisão da resistência . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.5.3 Exemplo de aplicação na determinação de curva-chave .

6.5.4 Exemplo de ajuste do método de Brownlie a rios do Estado de São Paulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Quantificação do transporte fluvial de sedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.1 7.2 7.3

Capacidade de transporte por arrastamento de fundo . . . . . . . . . . .

Transporte sólido em suspensão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.2.1 Distribuição da concentração de sedimentos transportados em suspensão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.2.2 Determinação da vazão sólida em suspensão . . . . . . . . . . .

Transporte sólido total . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.3.1 Transporte sólido efetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.3.2 Vazão sólida total e séries temporais hidrossedimentológicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.3.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

357 362 362 363 367 370 370 370 370 370 370 371 371 371 371 375 375 377 377 377 377 379 381 382 383 383 384 384 384 384 384

Conteúdo

Cálculo da vazão sólida total . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Correlações entre hietogramas, hidrógrafas e vazões sólidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fluxos de transporte de sedimentos e detritos em erosões por remoção em massa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.4.1 Caracterização e classificações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.4.2 As três zonas que compõem o processo das erosões por remoção em massa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.4.3 Estudo de caso da corrida de detritos de 18 de março de 1967, em Caraguatatuba (SP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

385

Morfologia fluvial e teoria do regime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

403

7.4

8

8.1 8.2

8.3

9

7.3.2.2 7.3.2.3

Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Teoria do regime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.2.1 Geometria Hidráulica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.2.1.1 Exemplos de formulações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.2.1.2 Exemplo de aplicação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.2.2 Resposta fluvial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.2.2.1 A influência da granulometria do material transportado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.2.2.2 Resposta fluvial por meio do estudo do transporte de sedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.2.2.3 Avaliação qualitativa da resposta fluvial . . . . . .

Evolução dos cursos d’água . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.3.1 Princípios fundamentais que regem a modelação do leito 8.3.2 Perfis longitudinais fluviais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.3.3 Efeito dos filetes líquidos no processo hidrossedimentológico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Engenharia de rios: características planialtimétricas fluviais em planície aluvionar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9.1 9.2 9.3

Engenharia de rios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9.1.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Leis de Fargue e geometria das curvas fluviais . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Meandros divagantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PARTE 3 OBRAS PORTUÁRIAS E COSTEIRAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

Lista de símbolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Tipos de portos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.1

10.2 10.3

10.4 10.5

Classificação dos tipos de portos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.1.1 Definição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.1.2 Natureza dos portos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.1.3 Localização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.1.4 Utilização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Obras de melhoramento dos portos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Arranjo geral das obras portuárias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10.3.1 Obras portuárias encravadas na costa ou estuarinas . . . .

10.3.2 Obras portuárias salientes à costa e protegidas por molhes 10.3.3 Obra portuária ao largo protegida por quebra-mar . . . . . .

10.3.4 Outros tipos de arranjos gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Localização de quebra-mares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Marinas ou portos de recreio e lazer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

387 388 388 391 399 404 406 406 406 407 407 407 407 407 408 408 412 412 415 416 416 416 420 423 425 429 430 430 430 430 430 431 431 431 443 443 450 450 456

23

24

Engenharia portuária

10.6 10.7 10.8 11

12

Questões fundamentais do projeto das obras portuárias . . . . . . . .

Ações em estruturas portuárias marítimas ou fluviais . . . . . . . . . . .

Revitalização urbanística de antigas áreas portuárias . . . . . . . . . . .

456 456 463

Dimensões náuticas portuárias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

467

11.1

Canais de acesso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.1.1 Aspectos relacionados à dimensão vertical de canais de acesso portuários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.1.1.1 Profundidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.1.1.2 Regras empíricas para a profundidade . . . . . . . .

11.1.1.3 Requisitos mínimos de serviço . . . . . . . . . . . . . . .

11.1.1.4 Calado aéreo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.1.2 Aspectos relacionados à largura de canais de acesso portuários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.1.2.1 Fundamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.1.2.2 Metodologia para o cálculo da largura de canais de acesso portuários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.1.3 Exemplos de canais de acesso portuários . . . . . . . . . . . . . . .

11.2 Bacias portuárias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.2.1 Distância de parada e bacias de evolução . . . . . . . . . . . . . . .

11.2.2 Bacias de espera ou fundeio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.2.3 Bacias de berço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.2.4 Requisitos mínimos de serviço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.3 Profundidades em áreas lamosas: a abordagem do fundo náutico 11.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.3.2 Determinação Prática do Fundo Náutico (PIANC, 1997) 11.3.2.1 Características da lama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.3.2.2 Uso de ecobatimetria para determinar o fundo náutico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.3.2.3 Critérios baseados em propriedades reológicas 11.3.2.4 Definição do fundo náutico com base na transição reológica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.3.2.5 Critérios baseados numa cota de densidade da lama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.3.2.6 Exemplos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11.3.3 Aplicabilidade quanto à representatividade das camadas de lama fluida nas cartas náuticas brasileiras . . . . . . . . . . .

Tipos de obras de abrigo portuárias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.1 12.2 12.3 12.4 12.5

12.6

Considerações gerais sobre as obras de abrigo . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.1.1 Função . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.1.2 Finalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Tipos convencionais de obras de abrigo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Tipos não convencionais de obras de abrigo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Escolha do tipo de obra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Instalações para pré-fabricação, transporte, assentamento e superestrutura de caixões de concreto armado . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.5.1 Características gerais das instalações para pré-fabricar os caixões de concreto armado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.5.2 Transporte dos caixões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.5.3 Assentamento dos caixões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12.5.4 Execução da superestrutura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Molhe com núcleo de areia – o caso de Maasvlakte 2 em Rotterdam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

468 468 468 472 473 473 474 474

491 499 503 503 505 509 510 514 514 515 515 516 518 518 518 518 520 521 522 522 522 522 528 532 548 548 558 559 559 562

Conteúdo

13

Dimensionamento de obras de abrigo portuárias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.1

Anteprojeto de quebra-mar de talude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.1.1 Características gerais da seção transversal . . . . . . . . . . . . . .

13.1.2 Composição do maciço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.1.3 Equipamentos e métodos construtivos . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.1.4 Fatores de projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.1.5 Pré-dimensionamento da armadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.1.6 Pré-dimensionamento da seção transversal . . . . . . . . . . . . .

13.1.6.1 Espessura da armadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.1.6.2 Alturas recomendáveis e superestrutura . . . . .

13.1.6.3 Níveis de maré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.1.6.4 Largura da crista do maciço . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.1.6.5 Cota da crista do maciço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.1.6.6 Trechos do cabeço e cotovelos do maciço . . . . .

13.1.6.7 Proteção do pé de talude do maciço . . . . . . . . . .

13.1.7 A onda de projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.1.7.1 Probabilidade de ocorrência . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.1.7.2 Indicações normativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Metodologia de projeto de um quebra-mar de berma . . . . . . . . . . .

Diagrama de cargas de pressão sobre uma parede vertical . . . . . .

Dimensionamento do peso dos blocos de espigões de enrocamento Exemplos de obras de quebra-mares de talude . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.5.1 Molhes de Rio Grande (RS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.5.2 Molhe de Punta Riso no Porto de Brindisi (Itália) . . . . . . .

13.5.3 Molhe do Porto de Riposto, em Catania (Itália) . . . . . . . . . .

Exemplo de obras de que­bra-mar­de parede vertical . . . . . . . . . . . .

13.6.1 Obras de abrigo no Porto de Genova (Itália) . . . . . . . . . . . . .

13.6.2 Obra de abrigo e contenção no Porto de Savona (Itália) .

13.6.3 Obra de abrigo e contenção no Estaleiro Naval de Castellammare di Stabia (Itália) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.6.4 Obras de abrigo em Punta Riso e Costa Morena no Porto de Brindisi (Itália) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.6.5 Quebra-mar externo a oeste do Porto Industrial de Taranto (Itália) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.6.6 Molhes espanhóis no Mediterrâneo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.6.7 Obras de abrigo no Japão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13.6.8 Obras de abrigo em marinas no Mar Mediterrâneo . . . . .

13.6.9 Porto Pesqueiro de Terrasini em Palermo (Itália) . . . . . . .

Exemplo de obra de quebra-mar flutuante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

568 568 569 570 570 570 574 574 575 576 577 577 580 580 580 580 582 583 588 588 589 589 589 589 591 591 596

Estruturas e equipamentos de acostagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

613

13.2 13.3 13.4 13.5 13.6

13.7 14

567

14.1

Características gerais, classificação e tipos principais das obras acostáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.1.1 Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.1.2 Obras contínuas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.1.3 Obras em estruturas discretas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.1.4 Condições operacionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.1.5 Assistência dos rebocadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.1.6 Bow thrusters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.2 Ação das embarcações nas obras acostáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.2.2 Defensas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.2.2.1 Caracterização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.2.2.2 Velocidades recomendadas de atracação . . . . . .

597 597 601 601 601 604 607 608

614 614 615 615 615 619 624 624 624 626 626 626

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Engenharia portuária

14.2.2.3 Diagrama força (carga) de reação x deflexão (deformação) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629 14.2.2.4 Defensas elásticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629 14.2.2.5 Critérios de seleção das defensas . . . . . . . . . . . . . 638 14.2.2.6 Estimativa das ações de atracação . . . . . . . . . . . . 638 14.2.3 Cabos de amarração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642 14.2.3.1 Movimentos fundamentais das embarcações e seus limites recomendados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642 14.2.3.2 Função e arranjo de amarração . . . . . . . . . . . . . . . 647 14.2.3.3 Princípios gerais para a amarração segura dos navios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647 14.2.3.4 Materiais e constituição dos cabos . . . . . . . . . . . . 649 14.2.3.5 Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650 14.2.3.6 Estimativa de forças solicitantes por ação do vento 650 14.2.3.7 Estimativa de forças solicitantes por ação de correntes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655 14.2.3.8 Estimativa estática de forças de um plano de amarração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656 14.2.3.9 Ação de ondas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662 14.2.4 Equipamento de amarração baseado em terra . . . . . . . . . . 663 14.2.5 Passing ships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675 14.2.6 Visibilidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 14.2.7 Disponibilidade do berço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 14.2.8 Avaliação probabilística do risco de colisão da quilha do navio com o fundo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 14.2.8.1 Fatores influenciando a profundidade . . . . . . . . 677 14.2.8.2 Aproximação ao problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678 14.2.8.3 Nível d’água em repouso de projeto . . . . . . . . . . . 678 14.2.8.4 Movimento do navio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679 14.2.8.5 Irregularidades do fundo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679 14.2.8.6 Folga líquida sob a quilha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679 14.2.8.7 Critério de otimização da profundidade . . . . . . . 679 14.2.8.8 Número de navios na área em estudo . . . . . . . . . 681 14.2.8.9 Variações de longo termo na onda . . . . . . . . . . . . 681 14.2.8.10 Análise econômica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681 14.2.8.11 A complexidade do problema . . . . . . . . . . . . . . . . . 682 14.2.8.12 Exemplo simplificado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682 14.3 Elementos básicos no projeto estrutural das obras de acostagem 685 14.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685 14.3.2 Classificação do tipo estrutural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685 14.3.2.1 Classificação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685 14.3.2.2 Cais de gravidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685 14.3.2.3 Cais em cortinas de estacas-prancha . . . . . . . . . . 687 14.3.2.4 Cais de paramento aberto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691 14.3.2.5 Píeres estaqueados em estruturas discretas . . 691 14.3.2.6 Rampas de terminais Roll-on/Roll-off (Ro/Ro) e ferries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692 14.4 Portos fluviais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692 14.4.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692 14.4.2 Acesso e abrigo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702 14.4.3 Obras de acostagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703 14.5 Descrição de métodos construtivos de obras estaqueadas . . . . . . . 708 14.5.1 Construção do Píer I do Complexo Portuário de Ponta da Madeira (1980-1985) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708 14.5.2 Construção dos Berços Sul e Norte do Píer IV do Complexo Portuário de Ponta da Madeira (2010-2012) . . . . . . . . . . . . 716 14.5.3 Construção do Berço 2 do Porto da Alumar em São Luís (MA) (2007-2009) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724

Conteúdo

14.5.4 Construção do Terminal da BTP no Porto de Santos (SP) (2010-2013) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.6 Descrição de métodos construtivos de obras em parede vertical .

14.6.1 Construção do Berço 1 do Porto da Alumar em São Luís (MA) (1981-1984) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.6.2 Construção dos cinco salientes da Bacia Portuária de Sampierdarena no Porto de Genova (Itália) (1930-1937) 14.6.3 Construção do píer para atracação de navios carvoeiros e petroleiros de porte bruto até 60 mil tpb no Porto de La Spezia (Itália) (1960-1962 e 1969-1971) . . . . . . . . . . . .

14.6.4 Construção de cais no Porto de Pasajes (Espanha) (1955-1959) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.6.5 Construção de cais no Porto de Barcelona (Espanha) (1965-1969) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.6.6 Construção de salientes no Porto Industrial de Taranto (Itália) (1962-1964 e 1970-1974) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.6.7 Construção da tomada d’água para o resfriamento dos condensadores da Usina Termoelétrica de Brindisi (Itália) (1966-1968 e 1972-1975) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.7 Construção de diques secos para construção e carenagem em estaleiros navais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.7.1 Diques secos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.7.2 Exemplos de obras de diques secos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.7.2.1 Construção do dique seco para carenagem n.° 4 no Porto de Genova (Itália) (1935-1939) . . . . .

14.7.2.2 Construção do dique seco para carenagem n.° 5 no Porto de Genova (Itália) (1958-1962) . . . . .

14.7.2.3 Construção do dique seco para construção de navios de até 320 mil tpb no Estaleiro Naval de Monfalcone (Itália) (1965-1969) . . . . . . . . . .

14.7.2.4 Construção do dique seco para construção de navios de até 300 mil tpb no Estaleiro Naval Breda de Venezia-Marghera (Itália) (1973-1974) 14.7.2.5 Construção do dique seco para carenagem de navios de até 300 mil tpb no Porto de Livorno (Itália) (1967-1975) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.7.3 Carreiras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.7.3.1 Construção da carreira n.° 4 para construção de navios do Estaleiro Naval de Castellammare di Stabia (Itália) (1957-1960) . . . . . . . . . . . . . . . .

14.7.3.2 Construção da carreira para construção de navios do Estaleiro Naval de Riva Trigoso (Itália) (1974-1976) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.7.4 Cais e píeres de acabamento e reparos . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.7.4.1 Construção do píer para reparos ou acabamento para navios de até 250 mil tpb do Porto de Genova (Itália) (1971-1973) . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.7.4.2 Construção do cais para acabamento de navios do Estaleiro Naval Breda no Porto Marghera (Itália) (1974) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.7.4.3 Construção das obras do cais para acabamento de navios do Estaleiro Naval de Castellammare di Stabia (Itália) (1957-1958 e 1963-1964) . .

14.7.4.4 Construção das obras de ancoragem para diques secos flutuantes no Porto de Palermo (Itália) (1956-1957) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

732 746 746 748 748 748 749 752 752 752 752 756 756 756 758 758 761 761 761 763 763 763 763 763 765

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Engenharia portuária

14.7.4.5 Construção das obras dos cais do complexo de carenagem do Porto de Livorno (Itália) (1975) 14.7.4.6 Construção do píer para reparos de navios do Estaleiro Naval CNR em Palermo (Itália) (1955) 14.7.4.7 Construção do píer para acabamento de navios do Estaleiro Naval de Castellammare di Stabia (Itália) (1958 e 1963-1964) . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.7.5 Carreiras para lançamento lateral de cascos . . . . . . . . . . . .

14.8 Recomendações para a inspeção estrutural de obras de acostagem 14.8.1 Recomendações norte-americanas (US Navy) . . . . . . . . . . .

14.8.2 Recomendações alemãs (DIN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.8.3 Recomendações PIANC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.9 Recuperação e reforço estrutural em cais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.9.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.9.2 Inspeção visual subaquática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.9.3 Estudos geotécnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.9.4 Cálculo das estruturas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.9.5 Execução das obras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.9.6 Logística de execução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.9.7 Cuidados ambientais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.10 Proteção contra erosão na fundação do cais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.10.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.10.2 O sistema de colchões de concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

Equipamentos de movimentação e instalações de armazenamento de cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.1

Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.1.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.1.2 Dimensões dos terminais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.1.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.1.2.2 Cais e píeres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.1.2.3 Áreas dos terminais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.2 Berços para carga geral e terminais multipropósito . . . . . . . . . . . . .

15.2.1 Dimensionamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.2.1.1 Número de berços e comprimento do cais . . . .

15.2.1.2 Área de estocagem e arranjo geral integral . . . .

15.2.1.3 Terminais multipropósito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.2.2 Cota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.2.3 Larguras das plataformas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.2.4 Largura total da área no tardoz da frente do cais . . . . . . . .

15.2.5 Armazenamento coberto das cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.2.6 Pátios de estocagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.2.7 Equipamento para movimentação de carga . . . . . . . . . . . . .

15.2.7.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.2.7.2 Movimentação de carga entre a embarcação e a plataforma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.2.7.3 Movimentação de carga entre a plataforma e a área de estocagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.2.7.4 Movimentação no interior das áreas de estocagem em trânsito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.2.7.5 Características de operação dos equipamentos 15.2.7.6 Detalhes de projeto do berço . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.3 Terminais de contêineres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.3.2 Equipamentos do terminal de contêineres . . . . . . . . . . . . . .

765 766 766 766 766 766 770 771 772 772 772 772 773 773 774 775 775 775 776 777 778 778 781 781 781 782 782 782 782 783 783 784 784 785 785 786 786 786 788 788 789 789 789 796 796 800

Conteúdo

15.3.3 Cota e largura da plataforma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.3.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.3.3.2 Comprimento do cais e definição do número de portêineres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.3.3.3 Área de operações no cais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.3.3.4 Pátio de estocagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.3.3.5 Área de transferência e edificações . . . . . . . . . . .

15.4 Terminais Roll-on/Roll-off e de ferries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.4.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.4.2 Arranjo geral dos terminais Ro/Ro e de ferries . . . . . . . . . .

15.4.2.1 Caracterização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.4.2.2 Instalações no berço de terminais Ro/Ro . . . . .

15.4.2.3 Instalações nos terminais de ferries . . . . . . . . . . .

15.4.3 Rampas e pontes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.4.4 Proteção do fundo do berço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.5 Terminais para granéis líquidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.5.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.5.2 Berços convencionais para óleo cru e derivados de petróleo e para gases liquefeitos refrigerados ou comprimidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.5.3 Estocagem de granéis líquidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.5.4 Terminais operando com boias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.5.4.1 Terminal convencional com quadro de boias de amarração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.5.4.2 Terminal com monoboia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.6 Terminais para granéis sólidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.6.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.6.2 Terminais convencionais de exportação . . . . . . . . . . . . . . . .

15.6.3 Terminais convencionais de importação . . . . . . . . . . . . . . . .

15.6.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.6.3.2 Caçambas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.6.3.3 Transportadores verticais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.6.3.4 Sistemas pneumáticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.6.3.5 Capacidades de descarga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.6.4 Movimentação e estocagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.6.4.1 Sistemas de transportadores . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.6.4.2 Empilhamento, estocagem e recuperação . . . . .

15.6.5 Mesclagem, processamento e pesagem . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.7 Terminais e portos fluviais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.8 Estaleiros navais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.9 Bases de apoio logístico offshore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.10 Porto ilha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11 Terminais pesqueiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.2 Tipos de portos pesqueiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.2.1 Atracadouros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.2.2 Portos pesqueiros costeiros . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.2.3 Portos com distância de pesca próxima . . . . . . .

15.11.2.4 Portos pesqueiros oceânicos . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.2.5 Dimensões típicas médias dos barcos na costa brasileira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.3 Dimensões náuticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.3.2 Canais de acesso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.3.3 Bacias e berços . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.4 Dimensões requeridas em terra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.4.1 Área de operações no cais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

805 805

807 807 807 808 811 811 811 811 811 817 817 819 819 819 820 825 825 825 827 829 829 831 831 831 847 847 850 851 851 851 851 852 852 865 869 869 874 874 874 874 875 875 875 875 876 876 876 876 877 877

29

30

Engenharia portuária

16

15.11.4.2 Manutenção e reparo dos barcos . . . . . . . . . . . . .

15.11.4.3 Fluxo do pescado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.4.4 Equipamentos de descarga . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.11.4.5 Edificações e outras instalações . . . . . . . . . . . . . .

15.11.4.6 Exemplos de instalações de portos pesqueiros 15.12 Marinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.13 Bases navais para Marinha de Guerra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.13.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.13.2 Análise da frota que frequentará a base . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.13.3 Concepção preliminar do tipo e do comprimento do cais 15.13.4 Previsão para a bacia de estacionamento . . . . . . . . . . . . . . .

15.13.5 Previsão das instalações terrestres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.13.5.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.13.5.2 Área administrativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.13.5.3 Área militar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.13.5.4 Área operacional e industrial . . . . . . . . . . . . . . .

15.13.5.5 Área de equipamentos gerais e de apoio . . . .

15.13.5.6 Área de apoio a habitantes e frequentadores da base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.13.5.7 Área residencial da vila militar . . . . . . . . . . . . .

15.13.5.8 Parque de tanques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.13.5.9 Estaleiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15.13.5.10 Exemplos de portos militares . . . . . . . . . . . . . . .

15.14 Sistemas oceânicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

878 878 879 879 881 886 890 890 890 891 891 892 892 892 892 892 892

Funções, organização e planejamento portuário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

901

16.1 16.2

16.3 16.4 16.5 16.6 16.7

16.8 16.9 17

Funções de um porto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Organização dos portos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16.2.2 Modelos de controle portuário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16.2.2.1 Controle da União . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16.2.2.2 Controle dos estados ou municípios . . . . . . . . . .

16.2.2.3 Autoridades portuárias autônomas (Landlord Port) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16.2.2.4 Controle privado (Captive Port) . . . . . . . . . . . . . . .

16.2.2.5 BOT (Built-Operate-Transfer) . . . . . . . . . . . . . . . . .

16.2.3 Atividade portuária . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Mão de obra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Tarifas portuárias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

A política de gestão integrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Planejamento portuário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16.6.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Considerações sobre anteprojeto de dimensionamento operacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16.7.1 Aspectos básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16.7.2 Dimensionamento do número de berços . . . . . . . . . . . . . . . .

16.7.3 Dimensionamento de instalações de armazenagem para granéis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16.7.4 Estudo logístico comparativo de embarque de soja . . . . . .

Centro integrado de operação logística . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Controle de tráfego aquaviário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Tipos de obras de defesa dos litorais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.1

Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

893 893 893 893 894 895 902 902 902 903 903 903 903 904 904 904 913 913 914 915 915 916 916 916 917 918 918 919 925 926

Conteúdo

17.2 17.3 17.4

17.5

17.6

17.7

17.8

17.9

17.1.1 Erosão costeira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.1.2 Obras de defesa dos litorais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.1.3 Intervenções não estruturais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Levantamento de dados para o projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

As obras de defesa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.3.1 Classificações genéricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Obras longitudinais aderentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.4.1 Descrição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.4.2 Funções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.4.3 Limitações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.4.4 Parâmetros funcionais do projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.4.5 Materiais empregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.4.6 Modelos de obras longitudinais aderentes . . . . . . . . . . . . . .

Espigões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.5.1 Descrição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.5.2 Funções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.5.3 Limitações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.5.4 Utilização de espigão isolado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.5.5 Utilização de um campo de espigões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.5.6 Parâmetros funcionais do projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.5.7 Materiais empregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Quebra-mares costeiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.6.1 Descrição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.6.2 Função . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.6.3 Funcionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.6.4 Limitações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.6.5 Parâmetros funcionais de projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.6.6 Indicações para o estudo preliminar de um sistema de quebra-mares costeiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.6.7 Materiais empregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Alimentação artificial das praias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.7.1 Descrição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.7.2 Funções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.7.3 Limitações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.7.4 Parâmetros funcionais de projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.7.5 Modelos de engordamentos artificiais de praias . . . . . . . . .

17.7.6 Aspectos da engenharia para a alimentação artificial de praia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.7.6.1 Objetivos do projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.7.6.2 Características do projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.7.6.3 Berma praial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.7.6.4 Alimentação da praia e conceito de praia alimentadora ou de transição . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.7.6.5 Estruturas existentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.7.6.6 Delimitação e extensão da alimentação . . . . . . .

17.7.6.7 Interceptação das águas pluviais . . . . . . . . . . . . .

17.7.6.8 Viabilização das potenciais jazidas de areia . . .

17.7.6.9 Fatores ambientais nas áreas de empréstimo .

17.7.6.10 Exploração da área de empréstimo . . . . . . . . . . .

17.7.7 Sand Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Obras de proteção contra inundações e ação do vento . . . . . . . . . . .

17.8.1 Diques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.8.2 Fixação das dunas de areia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.8.2.1 Descrição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.8.2.2 Medidas para a fixação das dunas . . . . . . . . . . . . .

Materiais não convencionais de contenção com geossintéticos . .

17.9.1 Geotube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17.9.2 Bolsacreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

926 926 926 926 926 926 927 927 927 927 927 928 928 929 929 937 937 938 939 941 942 942 942 942 942 944 945 945 945 945 945 946 946 946 947 952 952 953 953 953 954 954 954 954 955 955 957 957 957 959 959 960 960 960 964

31

32

Engenharia portuária

18

Efeitos das obras costeiras sobre o litoral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18.1 18.2

18.3

18.4 18.5

967

Espigões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 968 18.1.1 Descrição conceitual do impacto sobre a linha de costa . 968 18.1.2 Exemplificação de obras de campos de espigões . . . . . . . . 969 Quebra-mares costeiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 977 18.2.1 Descrição conceitual do impacto sobre a linha de costa . 977 18.2.2 Características funcionais de quebra-mar emerso costeiro 980 18.2.2.1 Quebra-mar situado ao largo . . . . . . . . . . . . . . . . . 980 18.2.2.2 Quebra-mar costeiro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 981 18.2.2.3 Quebra-mar de praia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 981 18.2.3 Características funcionais de quebra-mares emersos segmentados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982 Alimentação artificial de praias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982 18.3.1 Dimensionamento conceitual para a alimentação artificial de praia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982 18.3.1.1 Elevação da berma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982 18.3.1.2 Largura da berma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983 18.3.1.3 Forma do perfil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983 18.3.1.4 Requisitos de volume do aterro . . . . . . . . . . . . . . . 986 18.3.1.5 Realimentação periódica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 986 18.3.1.6 Sobre-alimentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 987 18.3.1.7 Transições de aterro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 987 18.3.1.8 Questões construtivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 988 18.3.1.9 Estruturas combinadas com a alimentação de praia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 988 18.3.2 Exemplos de obras de alimentação artificial de praia . . . . 989 Instalação de comportas e solução integrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 989 Soluções analíticas do modelo de uma linha para as mudanças da linha de costa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 991 18.5.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 991 18.5.2 Descrição da teoria de uma linha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 992 18.5.3 Soluções para a evolução de linha de costa no tempo sem a presença de estruturas costeiras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994 18.5.3.1 Praia em forma semicircular . . . . . . . . . . . . . . . . . 994 18.5.3.2 Vazão de descarga de sedimentos a partir de um rio funcionando como fonte pontual . . . . . . 994 18.5.3.3 Vazão de descarga de sedimentos a partir de um rio funcionando com largura finita . . . . . . . . 996 18.5.4 Soluções para a evolução de linha de costa no tempo com a presença de estruturas costeiras rígidas . . . . . . . . . . . . . . 997 18.5.4.1 Modificação da linha de costa junto a um muro de praia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 997 18.5.4.2 Modificação da linha de costa por espigões e molhes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 999 18.5.4.3 Modificação da linha de costa por um campo de espigões previamente preenchido . . . . . . . . . 1003 18.5.4.4 Modificação da linha de costa por um quebra-mar costeiro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003 18.5.4.5 Modificação da linha de costa por um aterro retangular de dimensão finita . . . . . . . . . . . . . . . . 1004 18.5.4.6 Modificação da linha de costa por um aterro triangular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006 18.5.4.7 Modificação da linha de costa por um extenso aterro de praia com uma brecha . . . . . . . . . . . . . . 1006

Conteúdo

18.5.4.8 Modificação da linha de costa ao fim de um aterro de praia retangular semi-infinito na área de x > 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006 18.5.4.9 Modificação da linha de costa por um aterro de praia retangular semi-infinito na área x > 0 na praia adjacente com a manutenção da largura inicial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1008 18.5.4.10 Modificação da linha de costa por um aterro de praia retangular semi-infinito na área x < 0 na praia adjacente com a manutenção da largura inicial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1008 18.5.4.11 Modificação da linha de costa por um corte de forma retangular em praia . . . . . . . . . . . . . . . . 1008 18.6 Projeto de alimentação artificial de praia com função protetiva . . 1008 18.6.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1008 18.6.2 Fator de sobre-enchimento RA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1009 18.6.3 Fator de realimentação RJ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1010 18.7 Arenoduto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1011 18.7.1 Descrição dos objetivos da instalação do “Sabbiodotto di Riccione”, na Itália . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1011 18.7.2 Premissas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012 18.7.3 As obras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013 19

Tipos de obras em embocaduras marítimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019

19.1 19.2 19.3

19.4 19.5 19.6

Princípios das obras de controle e aproveitamento dos estuários 1020 19.1.1 Princípios gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1020 19.1.1.1 Comportamento de circulação estratificação . . 1020 19.1.1.2 Princípios gerais de comportamento . . . . . . . . . 1020 Métodos de controle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1021 Controle hidráulico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1021 19.3.1 Revestimentos de margem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1021 19.3.2 Diques direcionadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1021 19.3.3 Espigões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1027 19.3.4 Aumento do volume do prisma de maré . . . . . . . . . . . . . . . . 1027 19.3.5 Alterações da defasagem entre variações de níveis e velocidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1029 19.3.6 Delimitações lagunares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1029 19.3.6.1 Bacias intermediárias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1029 19.3.6.2 Bacias de baixa profundidade . . . . . . . . . . . . . . . . 1029 Controle do transporte de sedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1029 19.4.1 Controle do fluxo de sólidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1029 19.4.1.1 Transporte por arrastamento de fundo . . . . . . . 1029 19.4.1.2 Sedimentos em suspensão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1030 Exemplos de obras em embocaduras estuarinas e seus impactos 1030 Eventos extremos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1037 19.6.1 Alguns casos portuários brasileiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1037 19.6.2 Storm surge barriers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1039 19.6.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1039 19.6.2.2 Caracterização de estruturas de storm surge barriers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1041 19.6.2.3 Funções principais e características . . . . . . . . . . 1046 19.6.2.4 Estimativa de custo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1049 19.6.2.5 Oosterscheldekering Storm Surge Barrier (em inglês, Eastern Scheldt, Países Baixos) . . . . . . . . 1049

33

34

Engenharia portuária

19.6.2.6 Maeslantkering (Porto de Rotterdam, Países Baixos) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1058 19.6.2.7 Storm surge barrier inflável de Ramspol . . . . . . 1061 19.6.2.8 Storm surge barrier de St. Petersburg (Rússia) 1061 19.6.2.9 Storm surge barrier do Tâmisa (Reino Unido) . 1070 19.6.2.10 Progetto MOSE (Venezia, Itália) . . . . . . . . . . . . . . . 1070 19.6.2.11 Portas Vincianas na boca de Porto de Cesenatico (Itália) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1075 19.6.3 Obras de defesa no Japão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1076 19.7 Obra de transpasse de areias (sand by-pass) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1079 20

Dispersão aquática de efluentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1085

20.1 20.2 20.3 20.4

Emissários submarinos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1086 Conceituação sobre o comportamento de vazamentos de óleo . . . 1086 Processo de licenciamento ambiental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1096 Impacto ambiental e gerenciamento ambiental integrado . . . . . . . 1098 20.4.1 Impacto ambiental causado por emissário submarino . . . 1098 20.4.2 Exemplo de utilização de modelação matemática para descargas de efluentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1101 20.4.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1101 20.4.2.2 Definição de modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1102 20.4.2.3 Diluição inicial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103 20.4.3 Características ambientais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104 20.4.4 Recomendações para o pré-tratamento de efluentes de emissários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1105 20.4.5 Principais procedimentos a serem considerados no projeto de emissários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1107 20.4.6 Monitoramento de emissários submarinos . . . . . . . . . . . . . 1108 20.4.7 Precauções na construção e na manutenção de emissários e estações de tratamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1108 20.5 Avaliação em modelo físico do emissário de Santos (SP) . . . . . . . . 1111

PARTE 4 OBRAS HIDROVIÁRIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1113 21

Obras de escavação submersas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1115

21.1

Dragagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1116 21.1.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1116 21.1.2 Dragas mecânicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1116 21.1.2.1 Caracterização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1116 21.1.2.2 Pá de arrasto (dragline) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1118 21.1.2.3 Draga mecânica de colher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1119 21.1.2.4 Draga de caçamba de mandíbulas (clamshell ou orange peel) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1119 21.1.2.5 Draga escavadeira flutuante (dipper) . . . . . . . . . 1120 21.1.2.6 Draga de alcatruzes (bucket ladder) . . . . . . . . . . . 1121 21.1.3 Dragas hidráulicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124 21.1.3.1 Caracterização e hidráulica aplicada à dragagem 1124 21.1.3.2 Draga estacionária de sucção e recalque . . . . . . 1128 21.1.3.3 Draga autotransportadora de sucção e arrasto (trailing suction ou hopper) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1132 21.1.3.4 Processos alternativos de dragagem . . . . . . . . . . 1140 21.1.3.5 Características de operação das dragas em função do solo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1140

Conteúdo

21.2

21.3 21.4

21.5

21.6

21.1.3.6 Embarcações auxiliares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1143 21.1.3.7 Linhas de recalque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1143 21.1.3.8 Hidrociclone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1145 21.1.3.9 Lâmina regularizadora do fundo . . . . . . . . . . . . . . 1145 21.1.4 Eficiência da dragagem na operação com dragas hopper 1145 21.1.5 Trabalhos necessários para a execução de dragagem de implantação em áreas de navegação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1147 21.1.6 Medições dos volumes dragados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1148 Derrocamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1149 21.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1149 21.2.2 Métodos de derrocamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1149 21.2.2.1 Desmonte mecânico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1149 21.2.2.2 Desmonte com explosivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1150 Gestão ambiental de dragados não inertes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1161 Estudo de caso da avaliação do processo de assoreamento no canal de acesso e bacia de evolução do porto da Alumar, em São Luís (MA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1165 21.4.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1165 21.4.2 Histórico das dragagens na Alumar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1165 21.4.3 Dragagem de manutenção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1166 21.4.4 Levantamento de dados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1167 21.4.5 Metodologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1167 21.4.6 Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1168 21.4.7 Evolução dos fundos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1170 21.4.8 Taxas de sedimentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1170 21.4.9 Volumes sedimentados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1170 21.4.10 Dragagem de manutenção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1172 21.4.11 Conclusões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1173 Exemplos de cálculos sobre dragagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1173 21.5.1 Aterro hidráulico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1173 21.5.1.1 Enunciado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1173 21.5.1.2 Dimensionamento da draga de sucção e recalque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1174 21.5.1.3 Dimensionamento da draga hopper . . . . . . . . . . . 1175 21.5.1.4 Dimensionamento dos boosters . . . . . . . . . . . . . . . 1175 21.5.1.5 Itens para o orçamento da obra (operação) . . . 1175 21.5.1.6 Itens para o orçamento da obra (paralisação) . 1176 21.5.1.7 Cronograma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1177 21.5.2 Comparação de dragas para emprego em manutenção de gabarito geométrico junto de obras . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1177 21.5.2.1 Premissas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1177 21.5.2.2 Draga de sucção e recalque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1177 21.5.2.3 Trailing suction hopper dredger de pequeno porte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1178 21.5.2.4 Suction hopper dredger de pequeno porte . . . . 1179 21.5.2.5 Avaliação dos equipamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . 1179 21.5.3 Relação entre volume medido em cisterna de draga hopper e volume medido in situ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1180 21.5.3.1 Dados disponíveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1180 21.5.3.2 Cálculo dos parâmetros de dragagem . . . . . . . . . 1180 21.5.3.3 Conclusão da análise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1180 Equipamentos de dragagem para alimentação artificial de praia . 1181 21.6.1 Descrição geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1181 21.6.2 Exemplos de dragas recomendadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1181 21.6.3 Equipamentos auxiliares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183 21.6.3.1 Bocas de dragagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183

35

36

Engenharia portuária

21.6.3.2 Métodos de descarga por bombeamento . . . . . . 1184 21.6.3.3 Equipamentos de terraplenagem . . . . . . . . . . . . . 1188 21.7 Performance da dragagem com dragas hopper . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1188 21.8 Aspectos gerais da ressuspensão de sedimentos por dragagem . . 1190 21.9 Uso da válvula verde em dragas hopper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1195 21.10 Exemplo de uma dragagem ambiental – canal de Piaçaguera . . . . 1196 21.11 Exemplo de uma obra de derrocamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1196 21.11.1 Metodologia de execução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1196 21.11.2 Premissas na formação dos preços . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197 21.11.3 Condições gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197 21.11.3.1 Do contratante (normalmente) . . . . . . . . . . . . . . . 1197 21.11.3.2 Da empresa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197 21.11.4 Equipamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197 21.11.5 Quantificação de pessoal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197 21.11.5.1 Equipe para serviços de escavação para o turno 1197 21.11.5.2 Pessoal administrativo e apoio geral . . . . . . . . . . 1197 21.11.6 Planejamento da atividade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197 21.11.6.1 Mobilização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197 21.11.6.2 Posicionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197 21.11.6.3 Sequência de perfuração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197 21.11.6.4 Detalhes do carregamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1198 21.11.7 Planejamento das medidas de segurança a serem adotadas no processo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1198 22

Dimensões náuticas hidroviárias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1199

22.1

Embarcações fluviais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200 22.1.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200 22.1.2 Características das embarcações fluviais . . . . . . . . . . . . . . . . 1201 22.1.3 Automotores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1201 22.1.4 Empurradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1205 22.1.5 Chatas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1207 22.1.6 Comboios de empurra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1210 22.1.7 Embarcações especializadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214 22.1.8 Características das embarcações fluviais contemporâneas 1214 22.1.8.1 Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214 22.1.8.2 Dimensões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214 22.1.8.3 Formas do casco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214 22.1.8.4 Propulsão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1215 22.1.8.5 Sistema de manobra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1215 22.1.8.6 Visibilidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1215 22.1.8.7 Tripulações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216 22.1.8.8 Custos operacionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216 22.1.8.9 Comunicações e auxílios à navegação . . . . . . . . . 1216 22.2 Dimensões básicas das hidrovias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216 22.2.1 Considerações gerais sobre a adaptação das embarcações às vias navegáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216 22.2.2 Profundidade mínima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216 22.2.3 Largura mínima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1217 22.2.4 Área mínima da seção molhada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1217 22.2.5 Raio de curvatura a partir do eixo do canal . . . . . . . . . . . . . 1218 22.2.6 Vão e altura livres nas pontes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1219 22.2.7 Velocidade máxima das águas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1220 22.2.8 Gabaritos propostos pelo Ministério dos Transportes . . . 1220 22.3 Estruturas especiais de canais artificiais para a navegação . . . . . . 1220 22.4 Obras de melhoramento hidroviário para a navegação . . . . . . . . . . 1226

Conteúdo

22.5 22.6 23

Sinalização hidroviária . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1230 Simulações em modelo físico e matemático . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1232

Obras de melhoramento hidroviário para a navegação . . . . . . . . . . . . . . . . . 1235

23.1

Importância da navegação interior e técnicas de melhoramentos 1236 23.1.1 Caracterização geral da importância da navegação interior em nível global . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236 23.1.2 A rede hidroviária interior no Brasil e na América do Sul 1236 23.1.3 A rede hidroviária europeia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236 23.1.4 Aspectos da rede hidroviária interior francesa . . . . . . . . . . 1241 23.1.5 Aspectos da rede hidroviária interior alemã . . . . . . . . . . . . 1241 23.1.6 Aspectos da rede hidroviária interior dos Países Baixos . 1241 23.1.7 Aspectos da rede hidroviária interior belga . . . . . . . . . . . . . 1241 23.1.8 Aspectos da rede hidroviária interior norte-americana . . 1242 23.1.9 Técnicas de melhoramento das hidrovias interiores . . . . . 1242 23.1.9.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1242 23.1.9.2 Melhoramentos menores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1242 23.1.9.3 Melhoramentos maiores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1243 23.1.9.4 Classificação dos processos de melhoramento 1243 23.1.9.5 Abandono do leito menor: derivação e canalização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1243 23.1.9.6 Conservação do leito menor. Melhoramento a corrente livre e derrocamento . . . . . . . . . . . . . . . . 1243 23.1.10 Melhoramentos em corrente livre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1243 23.1.10.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1243 23.1.10.2 Concentração das águas em leito único . . . . . . . 1243 23.1.10.3 Eficácia do método . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1245 23.1.11 Derrocamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1245 23.1.11.1 Corredeiras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1245 23.1.11.2 Método de melhoramento das corredeiras . . . . 1245 23.1.11.3 Método da barragem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1245 23.1.11.4 Método da derivação eclusada . . . . . . . . . . . . . . . . 1246 23.1.11.5 Método de regularização do próprio leito . . . . . 1246 23.1.12 Regularização de vazões por meio de reservatórios – canalização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247 23.1.12.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247 23.1.12.2 Melhoramento dos lagos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247 23.1.12.3 Localização e disposição dos reservatórios de barragens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247 23.1.12.4 Barragens mistas para navegação e geração de energia hidrelétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1248 23.1.12.5 Aspectos construtivos das barragens móveis em vias navegáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1250 23.1.12.6 Passos navegáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1251 23.1.13 Canais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1252 23.1.13.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1252 23.1.13.2 Canais laterais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1252 23.1.13.3 Canais de partilha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1252 23.1.13.4 Traçado em planta dos canais . . . . . . . . . . . . . . . . 1253 23.1.13.5 Perfil longitudinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1254 23.1.13.6 Seção transversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1254 23.1.13.7 Seção corrente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1257 23.1.13.8 Seções particulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1257 23.1.13.9 Sobrelargura nas curvas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1257

37

38

Engenharia portuária

23.2

23.3

23.4

23.5

23.6 23.7

23.1.13.10 Alterações de profundidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1258 23.1.13.11 Cruzamento de vias terrestres . . . . . . . . . . . . . . . . 1258 23.1.13.12 Cruzamento com rios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1258 Obras de normalização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1259 23.2.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1259 23.2.2 Desobstrução e limpeza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1259 23.2.3 Limitação dos leitos de inundação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1259 23.2.4 Bifurcação fluvial e confluência de tributários . . . . . . . . . . 1260 23.2.4.1 Bifurcação fluvial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1260 23.2.4.2 Confluência de tributários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1261 23.2.4.3 Barragens móveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1261 23.2.5 Obras de proteção de margens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1262 23.2.5.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1262 23.2.5.2 Elementos básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1262 23.2.5.3 Classificação dos métodos de proteção de margem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1262 23.2.5.4 Métodos diretos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1263 23.2.5.5 Métodos indiretos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1272 23.2.6 Retificação de meandros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1273 23.2.7 Obras de proteção de pilares de pontes . . . . . . . . . . . . . . . . . 1275 23.2.7.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1275 23.2.7.2 Alternativas de proteções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1280 23.2.7.3 Alargamento do vão principal de navegação . . 1280 Obras de regularização do leito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1281 23.3.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1281 23.3.2 Regularização em fundo fixo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1281 23.3.2.1 Princípios gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1281 23.3.2.2 Tipos de obras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1281 23.3.3 Regularização em fundo móvel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1282 23.3.3.1 Princípios gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1282 23.3.3.2 Tipos de obras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1284 23.3.3.3 Diques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1294 Intervenções para prevenir e conter as erosões por remoção em massa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314 23.4.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314 23.4.2 Medidas e obras na zona de formação . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314 23.4.3 Medidas e obras na zona de movimentação . . . . . . . . . . . . . 1315 23.4.4 Medidas e obras na zona de depósito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1322 23.4.5 Exemplo de arranjo de obras na zona de movimentação e deposição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1322 Seção de escoamento das barragens móveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1327 23.5.1 Âmbito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1327 23.5.2 Objetivo da barragem móvel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1327 23.5.3 Manobras de operação de uma barragem móvel . . . . . . . . 1327 23.5.4 Relação entre S e H0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1328 23.5.5 Hidrologia do curso d’água . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1328 23.5.6 Custo da obra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1328 23.5.7 Otimização do número de barragens n . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1328 Escolha entre a canalização de um rio e um canal lateral artificial 1328 23.6.1 Âmbito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1328 23.6.2 Raciocínio elementar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1329 23.6.3 Análise detalhada do problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1329 Transposição de um divisor de águas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1331 23.7.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1331 23.7.2 Estudo do custo das eclusas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1332 23.7.2.1 Despesas de construção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1332 23.7.2.2 Despesas de operação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1332

Conteúdo

23.7.2.3 23.7.2.4 23.7.2.5 23.7.2.6 23.7.2.7

Potência de bombeamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1332 Despesas de operação do bombeamento . . . . . . 1333 Capitalização das despesas anuais . . . . . . . . . . . . 1333 Valor do tempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1333 Custo atualizado das eclusas para comboios de 3.000 t para 100 m de queda e 5 milhões de t de tráfego anual em vinte anos . . . . . . . . . . . . . . 1333 23.7.2.8 Custo atualizado integral do traçado AC e DB . 1333 23.7.3 Custo atualizado integral do traçado AC DB em subterrâneo de navegação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334 23.7.4 Comparação dos dois traçados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334 23.7.5 Considerações sobre comparações de traçados variando as hipóteses básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334 23.7.6 Sobre a utilização dos subterrâneos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1336 23.8 Canal de Pereira Barreto (SP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1337 23.8.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1337 23.8.2 Dimensões da seção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1337 23.8.3 Declividade de fundo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1338 23.8.4 Rugosidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1338 23.9 Portos fluviais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1338 23.9.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1338 23.9.2 Requisitos para um porto hidroviário interior público . . 1340 23.9.3 Peculiaridades na seleção do local para um porto hidroviário interior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1341 23.10 Exemplo de pequenas carreiras fluviais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1341 23.10.1 Considerações preliminares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1341 23.10.2 Descrição das carreiras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1341 24

Obras de transposição de desnível com eclusas e capacidade de tráfego hidroviário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1343

24.1 24.2

24.3 24.4

24.5

Princípio de funcionamento das eclusas de navegação . . . . . . . . . . 1344 24.1.1 Caracterização geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1344 24.1.2 Critérios de projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1357 Dimensões típicas das eclusas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1367 24.2.1 Eclusas brasileiras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1367 24.2.2 Eclusas da Europa Norte Ocidental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1369 24.2.2.1 Eclusas dos Países Baixos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1369 24.2.2.2 Eclusas da Bélgica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1373 24.2.3 Eclusas da França, de Portugal, da Áustria e do Danúbio . 1378 24.2.4 Eclusas norte-americanas, russas e chinesas . . . . . . . . . . . . 1380 Segurança nas eclusagens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1380 Equipamentos das eclusas de navegação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1382 24.4.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1382 24.4.2 Portas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1382 24.4.3 Válvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1383 24.4.4 Equipamentos complementares de controle e segurança 1386 Funcionamento hidráulico das eclusas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1386 24.5.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1386 24.5.2 Descrição do escoamento de enchimento . . . . . . . . . . . . . . . 1387 24.5.3 Condições de aproximação ao emboque da tomada d’água . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1389 24.5.4 Condições de escoamento nos aquedutos das válvulas . . 1389 24.5.5 Condições de distribuição das vazões nos aquedutos de alimentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1389

39

40

Engenharia portuária

24.5.6 Manobras das válvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1393 24.5.7 Economizadores de água . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1394 24.6 Capacidade de tráfego das eclusas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1394 24.6.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1394 24.6.2 Estimativa da capacidade de tráfego das eclusas . . . . . . . . 1395 24.6.3 Fatores a considerar no tempo de transposição total . . . . 1395 24.6.4 Estimativa do esforço em um cabo de amarração . . . . . . . . 1396 24.6.5 Pré-dimensionamento de frota em uma hidrovia . . . . . . . . 1400 24.7 O Canal do Panamá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1400 25

Obras de arte e equipamentos especiais da infraestrutura associada à navegação hidroviária interior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1401

25.1 25.2

25.3 25.4 25.5

25.6 25.7

25.8

Considerações iniciais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1402 Elevadores de embarcações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1402 25.2.1 Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1402 25.2.2 Ascensores com êmbolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1402 25.2.3 Ascensores funiculares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404 25.2.3.1 Ascensor Niederfinow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404 25.2.3.2 Ascensor de Strépy-Thieu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404 25.2.3.3 Ascensor da barragem de Três Gargantas no Rio Yangtzé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1416 25.2.4 Ascensores com grandes flutuantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1416 25.2.5 Elevador em rampa funicular longitudinal . . . . . . . . . . . . . . 1416 25.2.5.1 Considerações gerais históricas . . . . . . . . . . . . . . 1416 25.2.5.2 Elevador de Ronquières . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1417 25.2.5.3 Rolamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1420 25.2.5.4 Cabos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1420 25.2.5.5 Contrapeso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1420 25.2.5.6 Guias laterais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1420 25.2.5.7 Modo de tração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1420 25.2.5.8 Isolamento térmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1420 25.2.5.9 Comportas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1420 25.2.5.10 Energia hidrelétrica e suprimento de água autônomos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1420 25.2.5.11 Docas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1421 25.2.5.12 Controle automatizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1421 25.2.6 Elevador em rampa funicular transversal . . . . . . . . . . . . . . . 1421 25.2.7 Elevador em rampa com cremalheira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1422 25.2.8 Elevador com movimento circular das cubas . . . . . . . . . . . . 1422 25.2.9 Rampa hidráulica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1422 Aquedutos (pontes-canais) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1423 Vãos móveis de pontes de travessia em hidrovia . . . . . . . . . . . . . . . . 1425 Comportas de segurança (ou de guarda) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1425 25.5.1 Comporta de Segurança de Blanc Pain . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1425 25.5.1.1 Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1425 25.5.1.2 Descrição das estruturas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1430 25.5.2 Comporta de Segurança de Blaton-Bernissart (Bélgica) . 1431 Anteparas de barragens móveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1433 Subterrâneos de navegação ou túneis hidroviários . . . . . . . . . . . . . . 1433 25.7.1 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1433 25.7.2 Subterrâneos de navegação que permitem o cruzamento 1437 25.7.3 Subterrâneo duplo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1437 25.7.4 Princípios dos subterrâneos ativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1437 Estações de bombeamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1438

PARTE 5 ADAPTAÇÃO DO TRANSPORTE AQUAVIÁRIO ÀS MUDANÇAS CLIMÁTICAS . . . . . 1439 26

Indutores, impactos e mitigação na infraestrutura aquaviária marítima, portuária e hidroviária interior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1441

26.1

Considerações gerais sobre os paradigmas do transporte aquaviário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1442 26.2 A aquavia como instrumento de transporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1442 26.3 O vetor d’água . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1443 26.4 A luta contra as inundações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1443 26.5 Atividades relativas à aquavia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1443 26.6 O papel da aquavia no desenvolvimento territorial sustentável . . 1443 26.7 Alterações climáticas globais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1444 26.8 Potenciais impactos sobre a navegação e os portos marítimos . . . 1445 26.9 Potenciais impactos sobre a navegação hidroviária interior . . . . . 1445 26.10 Perspectivas de oportunidades para a navegação e a atividade portuária em termos de adaptação às mudanças climáticas . . . . . 1449 26.11 As diretrizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1450

Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1453 Pequeno glossário de termos náuticos e portuários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1471 Lista de termos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1495

Conteúdo

41

PA RT E

HIDRÁULICA MARÍTIMA

1

Modelo físico da Barra Lagunar de Cananeia (SP) para estudos de melhoramentos para a navegação (1955 a 1972).

Escala horizontal 1:400, escala vertical 1:100, com simulação da maré, geração de ondas e fundo móvel.

THE TEN COMMANDMENTS FOR COASTAL PROTECTION I

Thou shalt love thy shore and beach.

II

Thou shalt protect it gainst the evils of erosion.

III

Thou shalt protect it wisely, yea, verily and work with nature.

IV

Thou shalt avoid that nature turns its full forte gainst ye.

V

Thou shalt plan carefully in thy own interest and in the interest of thine neighbour.

VI

Thou shalt love thy neighbour’s beach as thou lovest thine own beach.

VII

Thou shalt not steal thy neighbour’s property, neither shalt thou cause damage to his property by thine own protection.

VIII

Thou shalt do thy planning in cooperation with thy neighbour and he shalt do it in cooperation with his neighbour and thus forth. So be it.

IX

Thou shalt maintain what thou has built up.

X

Thou shalt show forgiveness for the sins of the past and cover them with sand. So help thee God.

Per Bruun (1972)

CA P Í T U LO

HIDROSSEDIMENTOLOGIA, DINÂMICA HALINA E MORFOLOGIA EM EMBOCADURAS MARÍTIMAS

4

Visualização planimétrica das trajetórias de correntes de maré vazante de sizígia de 7,0 m de amplitude, da direita para a esquerda da foto, no modelo físico da Ponta da Madeira e adjacências (escala 1:170), na Baía de São Marcos, em São Luís (MA), em 1979.

290

Engenharia portuária

4.1 DESCRIÇÃO GERAL DAS EMBOCADURAS MARÍTIMAS

•

4.1.1 Definição generalizada de estuário e a importância do seu estudo

•

4.1.1.1 DEFINIÇÃO CLÁSSICA DE ESTUÁRIO A definição clássica de estuário pode ser considerada a propos­ ta por Cameron e Pritchard (1963, apud KJERFVE, 1985), os quais conceituaram estuário como um corpo d’água costeiro: •

semifechado;

•

com dimensões menores do que mares fechados.

• •

que possui livre conexão com o mar aberto;

com salinidade (‰ ou g/L) mensuravelmente diluída pela água doce oriunda da drenagem hidrográfica;

Na prática, essa definição muito restritiva pode abran­ ger funcionalmente: • • •

baías sujeitas a marés;

trechos fluviais sujeitos a marés;

trechos costeiros sujeitos a vazões fluviais.

4.1.1.2 IMPORTÂNCIA DE ESTUDAR ÁGUAS ESTUARINAS As águas estuarinas constituem-se em áreas de suma im­ portância socioeconômica e ambiental, e seu gerenciamen­ to deve estar embasado nos princípios do desenvolvimento sustentável.

Os estuários e seu entorno apresentam-se com uma, ou normalmente várias, das seguintes características: •

terras úmidas (wetlands) ricas em nutrientes;

•

áreas de recreação e lazer;

• • • • • •

abundância de recursos pesqueiros, por ser ber­ çário da vida marinha; áreas portuárias e de navegação; grande densidade populacional;

potenciais jazidas de hidrocarbonetos; áreas de segurança naval;

áreas de diluição de efluentes domésticos e/ou industriais.

Desta sucinta caracterização, evidenciam-se os múlti­ plos usos dos recursos hídricos e sua situação conflitiva nas áreas estuarinas.

4.1.1.3 CARACTERÍSTICAS DAS ZONAS REFERENTES À DEFINIÇÃO FUNCIONAL DE ESTUÁRIO

No âmbito da definição funcional de estuário apresentada na seção 4.1.1, pode-se propor uma subdivisão de zonas do estuário (ver Figura 4.1), como a seguir relacionado:

•

Zona fluvial: é caracterizada por escoamento unidire­ cional, sem influência de maré, com salinidades des­ prezáveis (abaixo de 0,1‰).

Zona flúvio-marítima: é caracterizada por estar sob influência da maré, apresentando escoamento de rumo reversível nos trechos mais rumo ao mar, com salini­ dades inferiores a 1‰ e extensões dependentes da forma do estuário e da magnitude da maré, podendo atingir de dezenas a centenas de km.

Zona de mistura estuarina: constitui-se no estuário pro­ priamente dito, apresentando influência da maré e es­ coamento reversível, com as seguintes características:

extensão: trata-se de uma fronteira dinâmica rumo à terra, com salinidade de 1‰, estendendo-se até a embocadura ou foz fluvial; delta de maré vazante: trata-se de um alto fundo de barras arenosas, formadas pelo mecanismo de captura do transporte litorâneo pelo efeito de “mo­ lhe hidráulico” e difusão de correntes exercido pela descarga da embocadura; delta de maré enchente: é um alto fundo arenoso produzido pela captura do transporte litorâneo pelas correntes de enchente;

zona de turbidez máxima: região com máxima con­ centração de sedimentos em suspensão por causa da floculação dos sedimentos finos (argila e silte), situando-se aproximadamente no entorno de sali­ nidades de 2‰ a 8‰, ou seja, dependendo da maré e da vazão de água doce; camada limite costeira: é constituída por águas estuarinas sujeitas a correntes de arrebentação e correntes de maré alternativas com pouca mistura de águas oceânicas, apresentando turbidez de or­ dem igual ou superior a 100 ppm, sendo a sua por­ ção mais avançada no mar denominada pluma, e separada da zona ao largo, em que a turbidez é mí­ nima, por uma frente costeira, cujo afastamento da costa (de 1 a 20 km) é função da maré, vazão de água doce e do regime de ventos.

Na Figura 4.2 apresenta-se o esquema de um estuário típico segundo a definição de Fairbridge, em que as fronteiras estão sujeitas a oscilações de acordo com as estações, o clima e as marés.

4.1.2 Classificação dos estuários São várias as formas de classificar os estuários. Apresentam­ -se neste item a classificação oriunda das suas características morfogeológicas e a derivada das características de circu­ lação e estratificação.

Os estuários são formações geologicamente efêmeras, pois dependem da variação do nível relativo do mar, da efi­ ciência de filtração do aporte sedimentar (retenção dos

CA P Í T U LO

QUANTIFICAÇÃO DO TRANSPORTE FLUVIAL DE SEDIMENTOS

Visualização da injeção de pasta de poliestireno (massa específica de 1,02 gf/cm3) como traçador sedimentológico para avaliação da capacidade de transporte de sedimentos em modelo físico.

7

382

Engenharia portuária

7.1 CAPACIDADE DE TRANSPORTE POR ARRASTAMENTO DE FUNDO Têm sido propostas várias fórmulas para o cálculo da capa­ci­ dade de transporte sólido por arrastamento, no entanto, dada a complexidade das relações em jogo, não se conseguiu ela­ borar uma expressão analítica de aplicação absolutamente geral. Na realidade, muitas das formulações não diferem es­ sencialmente na sua estrutura, podendo-se atribuir a diver­ sidade eventual de resultados ao fato de as várias expressões somente serem válidas dentro das condições experimentais que serviram de base para o seu estabelelecimento. De um modo geral, os métodos utilizados para derivar as várias formulações existentes podem ser assim subdivididos: • Tipo Du Boys: Qsf = f(0 – 0c), em que Qsf corresponde à vazão sólida de fundo.

• Tipo Schoklitsch: Qsf = f(Q).

• Tipo Einstein: Qsf = f (análise dimensional e/ou estatística).

• Combinação de processos.

Quando se procura determinar a função entre qsf = f(q), ou seja, entre vazões sólidas e líquidas específicas (por uni­ dade de largura do escoamento), a partir de várias fórmulas, depara-se geralmente com uma dispersão, mas os resulta­ dos de observações realizadas em vários cursos d’água na­ turais permitem concluir que a lei de variação é, muitas vezes, aproximadamente da seguinte forma: qsf = aqb

sendo a e b constantes com valores dependentes das condi­ ções particulares de cada caso. A constante b, contudo, não varia muito, estando em geral compreendida entre 3 e 4.

A representação dos valores observados de vazões sólidas e líquidas em um gráfico de curva-chave sólida de coorde­ nadas logarítmicas permite determinar os valores de a e b.

A seguir, apresenta-se a fórmula proposta por Meyer­ -Peter e Müller, que foi baseada num amplo campo de experimentação: 3/2

K h K D50

2

J 0, 047 s

3

0, 253 qsf D50

em que: qsf : vazão sólida em peso submerso por unidade de largura; K = 1/n: coeficiente de Strickler (n: coeficiente de Manning); K = 26 D90–1/6 (S.I.).

A quantidade (K/K)3/2J corresponde à parcela da decli­ vidade da linha de energia (J) responsável pela movimentação do material sólido, enquanto o remanescente da energia cor­responde à resistência encontrada na formação das con­ formações de fundo. Esta fórmula pode ser aplicada a es­ coamentos uniformes, com material de fundo não uniforme

e com conformações de fundo, porém sem concentrações de sedimentos em suspensão muito elevadas.

Exemplo de aplicação

O posto sedimentométrico do Rio Comprido, instalado pelo Centro Tecnológico de Hidráulica no rio Paraíba do Sul, no município de Guaratinguetá (SP), operou de outubro de 1979 a setembro de 1980 medindo vazão sólida por ar­ rastamento de fundo e vazão sólida em suspensão. Estava localizado em trecho retilíneo do rio, sem singularidades próximas, onde o escoamento é regular e não há portos de areia. A seção transversal era bem regular e sem alterações bruscas de rugosidade e declividade. Não havia ilhas ou junções de afluentes nas proximidades.

Ao longo do ano hidrológico 1979/1980, as seguintes vazões notáveis ocorreram: • Líquida: variou de 72 m3/s (de 24 a 26 de outubro de 1979) a 263 m3/s (em 7 de abril de 1980).

• Líquida média mensal: 154 m3/s (RH = 2,02 m, B = 100,90 m, J = 1,469 10-4, n = 0,02595).

• Líquida máxima: 263 m3/s (RH = 2,90 m, B = 104,89 m, J = 1,481 10-4, n = 0,02910).

• Sólida de arrastamento de fundo: variou de 10 tf/dia a 170 tf/dia.

• Sólida de arrastamento de fundo para vazões líquidas em torno de 154 ± 15 m3/s (28 valores): de 19 a 153 tf/dia; 69 ± 38 tf/dia.

• Sólida em suspensão: variou de 269 tf/dia a 10.110 tf/dia (incluindo a carga de lavagem).

• Sólida total: variou de 360 tf/dia a 4.962 tf/dia (in­ cluindo a carga de lavagem), tendo sido registrada a cifra de 2.743 tf/dia em 8 de abril de 1980 (vazão líquida de 239 m3/s), um dia após a vazão máxima, e 2.111 tf/dia no dia seguinte, 9 de abril (vazão líquida de 208 m3/s).

A granulometria característica do material do leito foi a seguinte: D10 = 0,225 mm Dm = 0,670 mm D90 = 1,220 mm

O peso específico do grão, Ys, e da água, Y, adotados foram 2.600 kgf/m3 e 1.000 kgf/m3, respectivamente. Assim, a transformação da vazão sólida de peso submerso para peso ao ar é feita multiplicando a vazão em peso submerso por:

s s

A aplicação da fórmula de Meyer-Peter e Müller para a vazão média mensal e a máxima das médias fornece os seguintes valores em peso ao ar: • •

para a vazão líquida média mensal: 126 tf/dia para a vazão líquida máxima: 226 tf/dia

TIPOS DE PORTOS

CA P Í T ULO

Vista do modelo físico, escala 1:170, do Terminal da Ilha Guaíba da Vale sendo ensaiado sob a ação das ondas.

10

430

Engenharia portuária

10.1 CLASSIFICAÇÃO DOS TIPOS DE PORTOS 10.1.1 Definição O conceito atual de porto, elo de importância na cadeia logís­tica como terminal multimodal, está ligado a: •

•

• •

•

Abrigo Condição primordial de proteção da embarcação tipo de ventos, ondas e correntes, em que se possa ter condições de acesso à costa (acostagem), visando a movimentação de cargas ou passageiros, por meio de obra de acostagem que proveja pontos de amarração para os cabos da embarcação, garantindo reduzidos movimentos e com mínimos esforços de atracação durante a operação portuária. Ocorrências de incidentes e acidentes produzem custos diretos de recuperação da obra/navio, indiretos por lucros cessantes e intangíveis por perdas de vidas e/ou o porto vir a ser considerado inseguro.

Profundidade e acessibilidade A lâmina d’água deve ser compatível com as dimensões da embarcação tipo (comprimento, boca e calado) no canal de acesso, bacias portuárias (de espera ou evolução) e nos berços de acostagem. Área de retroporto São necessárias áreas terrestres próprias para movimentação de cargas (armazenagem/estocagem/administração portuária) e passageiros.

Acessos terrestres, aquaviários e aeroviários São necessários acessos terrestres (rodoviários e/ou fer­ roviários e/ou dutoviários), aquaviários (hidroviários) e aeroviários para prover eficientemente a chegada ou retirada de cargas e passageiros no porto, considerando a localização dos polos da infra-estrutura de produção e urbana. Nesta logística, deve-se dispor de apropriada infovia para o controle das operações.

Impacto ambiental A implantação de um porto traz implicações ao meio físico e biológico adjacente, devendo ser cuidadosamente avaliadas suas implicações socioeconômicas.

Atualmente, somente um estudo de impacto ambiental multidisciplinar aprovado pelas agências de controle do meio ambiente governamentais permite a obtenção de licença (prévia, de construção e operação) para novos empreendimentos.

•

•

Naturais São aqueles em que as obras de melhoramento ligadas a abrigo e acessos às obras de acostagem são

Artificiais São aqueles em que as obras de acostagem devem ser providas de obras de melhoramento de abrigo e acessos para a embarcação tipo.

10.1.3 Localização A classificação quanto à localização dos portos marítimos considera: •

• •

Portos exteriores Os portos exteriores situam-se diretamente na costa.

Podem ser do tipo salientes à costa (ganhos à água), quando são implantados aterros que avançam sobre o mar, ou encravados em terra (ganhos à terra), quando são compostos por escavações formando dársenas, píeres, canais e bacias.

Portos interiores Os portos interiores podem ser estuarinos, lagunares ou no interior de deltas.

Portos ao largo Os portos ao largo da zona de arrebentação, distantes da costa, podem até mesmo não ser providos de abrigo, dependendo da carga e da frequência de chegada de navios e das combinações climáticas locais.

Uma tendência que se tem verificado, a partir da década de 1980, nos grandes portos interiores do mundo desen­ vol­vido é a migração para terminais exteriores. De fato, Rotterdam (Estuário do Rio Maas), Shangai (Estuário do Rio Yangtzé), Le Havre (Estuário do Rio Sena) e Dunkerque são alguns exemplos desse processo. Essa tendência é mo­ tivada fundamentalmente pelo crescimento do porte dos navios, especialmente os conteneiros, pela saturação do espa­ ço disponível e pelos grandes volumes de dragagem neces­ sários para a manutenção dos gabaritos de navegação.

10.1.4 Utilização

Quanto à carga movimentada e ao tipo de equipamento para tanto, os portos classificam-se em: •

10.1.2 Natureza dos portos

Os portos podem ser classificados, em termos de suas características primordiais de abrigo e acessibilidade, em:

inexistentes ou de reduzida monta, pois as condições naturais já as proveem para a embarcação tipo. Frequentemente, são portos estuarinos com canais de barras de boa estabilidade.

•

Portos de carga geral Portos comerciais que movimentam carga geral, isto é, acondicionada em qualquer tipo de invólucro (sacaria, fardos, barris, caixas, bobinas etc.) em pequenas quanti­ dades. Nos portos de carga geral, em princípio, qualquer carga pode ser movimentada, havendo uma tendência geral de unitização dessas cargas em contêineres.

Portos especializados Os portos ou terminais especializados movimentam predominantemente determinados tipos de cargas,

CA P Í T ULO

DIMENSIONAMENTO DE OBRAS DE ABRIGO PORTUÁRIAS

Vista lateral de ensaio em canal de ondas da estabilidade de talude de molhe em berma na escala 1:20.

13

568

Engenharia portuária

13.1 ANTEPROJETO DE QUEBRA-MAR DE TALUDE

excessiva penetração da energia das ondas por causa da permeabilidade do maciço.

Segundo Terzaghi (apud U. S. ARMY, 2002), as granulometrias das camadas superior (filtro) e inferior (fundação) têm de satisfazer:

13.1.1 Características gerais da seção transversal

–– Critério de retenção do filtro: D15 (superior) # 4 a 5 D85 (inferior).

Constituem-se em maciços com camadas graduadas de blocos (ver Figuras 13.1 e 13.2) com as seguintes características básicas:

–– Critério de permeabilidade do filtro: D15 (superior) $ 4 a 5 D15 (inferior).

Armadura (carapaça ou manto) •

Suporta a ação direta das ondas.

•

Crista de altura suficiente para minimizar galgamentos.

• • • •

–– Critério de estabilidade interna: D60 (superior) # 10 D10 (inferior).

Constituída por blocos de enrocamento ou concreto.

–– Critério semelhante ao do maciço de enrocamento: D50 (superior) # 15 a 20 D50 (inferior).

Superestruturas de concreto (conchas defletoras, por exemplo) reduzem galgamentos, diminuindo a altura e o volume da crista e permitindo a passagem de veículos e tubulações sobre a crista.

Camadas de filtros e núcleo (infraestrutura) •

PA > PI > PN (uma ou mais camadas de filtros).

Dimensionadas para o aproveitamento ótimo do volume disponível de blocos. O núcleo é constituído pelo material mais fino, também chamado resto da pedreira ou tout-venant (TOT), normalmente limitado a 5 kg em obras de maior porte, podendo admitir-se valores em torno a 0,5 kg em obras em áreas mais rasas e de menor porte.

Critérios de filtro entre camadas visando evitar: perda de finos do núcleo (principalmente no down-rush da onda), acarretando acomodações excessivas das camadas e

A Peso do enrocamento P P/10 a P/15 P/200 a P/6.000

Camada

Graduação de peso do enrocamento (%)

Armadura ou carapaça Primeira camada intermediária Núcleo e camada junto ao leito Largura da crista (n > – 3)

Crista do quebra-mar N.A. máximo de projeto N.A. mínimo de projeto Mar De -2,0H a -1,5H

75 a 125 70 a 130 30 a 170

n ≥2

H: Altura da onda P: Peso da unidade individual da armadura n: Número de blocos

P

–H

Porto P/10 a P/15

P/200 a P/6.000

Mín. 3,0 m Mínimo: 0,3 m

Seção transversal de três camadas

B

5, 0

3, 0

4

5a

1,5

3

+7, 5

Porto

0

2a

4t

3 8t

0,5

2,

Figura 13.1 (A) Elevação de seção transversal de um maciço de enrocamento com exposição do lado marítimo com condições de galgamento zero ou moderado.

(B) Exemplo do trecho GHJ do molhe de abrigo do Porto de Luís Correia (P).

Seção transversal.

10 a 500 kg

Medidas em metros Cotas DHN-MB

a2

2

0, 0

t 3a

5t

–1, 5

Mar

CA P Í T ULO

FUNÇÕES, ORGANIZAÇÃO E PLANEJAMENTO PORTUÁRIO

Modelo físico do Complexo Portuário de Ponta da Madeira da Vale, na Baía de São Marcos, em São Luís (MA).

Escala geométrica 1:170. Rastreamento de manobra de atracação do modelo de navio Valemax (400.000 tpb) no Berço Norte do Píer IV efetuada no Simulador Analógico de Manobra (SIAMA) em modelo físico.

16

902

Engenharia portuária

16.1 FUNÇÕES DE UM PORTO

16.2 ORGANIZAÇÃO DOS PORTOS

As funções portuárias primárias dizem respeito ao tráfego, sendo o terminal um ponto de conexão multimodal, e ao transporte dos fluxos de carga, além de várias outras, como componente de atividades industriais (estaleiros navais e indústria de petróleo e gás) e de serviços comerciais.

16.2.1 Considerações gerais

Em termos da função ligada ao tráfego, deve-se ter um bom balanceamento entre as três condições básicas: acessi­ bilidade segura pela interface marítima, espaços náuticos e de movimentação/armazenamento de cargas adequados e eficientes conexões (rodo-ferroviárias, hidroviárias e dutoviárias) com a hinterland. Caso haja um desequilíbrio entre essas condicionantes, resultarão situações de congestionamento nos modais e saturação nas áreas de armazenamento.

Quanto às funções de transporte, é preciso inicialmente discernir entre situações de um porto com ausência de competição ou de vários portos com muita competição pela carga na mesma hinterland. No fundo, a função da prestação do serviço pelo porto à sociedade é fornecer o trinômio eficiência ao mínimo custo e ininterruptamente. O porto público de algumas décadas atrás raramente atingia essas metas pela ausência de competição e pela sua operação ser muitas vezes mono­ pólio do Estado, como no Brasil até 1993. No segundo caso, o caminho da privatização completa, ou do arrendamento de espaços pelo Estado, com maior eficiência, confiabilidade e flexibilidade na movimentação de carga, menores custos da praticagem e redução de tarifas e taxas portuárias, ágil regime alfandegário, é normalmente a via para atingir o trinômio virtuoso dos portos.

Nos portos contemporâneos, o avanço da automação na movimentação de carga é inexorável, motivo pelo qual os empreendimentos portuários devem se empenhar, em contrapartida, em sua análise do custo-benefício de apoiar medidas que tragam indiretamente benefícios sociais e empregos para a comunidade local. No outro extremo, subsidiar portos para vencer a concorrência leva a distorções de custos e capacidade ociosa quando o subsídio cessa. Finalmente, uma política ambiental racional, solidamente ancorada em métodos de avaliação quantitativa, é mandatória.

Os portos seguem um ciclo de vida, inicialmente com o crescimento da movimentação de carga até chegar à saturação, seguida do envelhecimento pela mudança no padrão de cargas e/ou no projeto dos navios, que desemboca na obso­ lescência, a qual encerra o ciclo. Sendo esse ciclo praticamente inexorável, cabe à Autoridade Portuária, a partir dos primeiros indícios de envelhecimento, iniciar um planejamento portuário para reestruturar, revitalizar áreas, ou mesmo expandir o porto. Essa é a tendência que ocorreu com os terminais de carga geral, que passaram a multipropósito ou mesmo a terminais de contêineres.

No âmbito da competitividade, bem como considerando o ciclo de vida de um porto, áreas de expansão, ou mesmo espaços do porto que caíram em obsolescência, podem ser ocupados ou convertidos para atender a novas demandas comerciais.

Para caracterizar os modelos de organização dos portos, devem-se considerar duas questões principais: •

•

A propriedade, ou controle sobre o porto. Os portos pú­blicos (nacionais, regionais ou municipais) são deno­ minados de portos organizados, distinguido-se dos ter­ minais privativos ou cativos, construídos e operados pela indústria para seu próprio uso (caso da indústria de petróleo e gás e da mineração, por exemplo).

A abrangência e o perfil das atividades desenvolvidas pela Autoridade Portuária.

Até 1990, o sistema portuário brasileiro era altamente centralizado, concentrando em uma empresa da União (Portobrás) todas as atividades de planejamento, investimento e regulamentação, com caráter de serviço público. Em 1990, com a extinção da Portobrás e o acirramento da discussão sobre a política portuária nacional, iniciou-se um processo de transição, a partir da Lei nº 8.630/93, substituída pela atual Lei 12.815 de 05/06/2013. No âmbito administrativo instituiu-se a Administração do Porto Organizado – APO composta pelo Conselho da Autoridade Portuária – CAP e pela Administração do Porto – AP, que devem atuar em harmonia com as autoridades aduaneiras (Alfândega da Receita Federal), marítima (Capitania dos Portos da Marinha do Brasil), de saúde (ANVISA) e da polícia marítima (Marinha do Brasil).

Cabe às APs dos portos organizados, administrar e fiscalizar as operações, planejar o desenvolvimento, fiscalizar projetos de investimento, arrendar áreas, autorizar atracação e desatracação das embarcações.

A Diretoria de Portos e Costas da Marinha do Brasil (DPC) exerce o papel de Autoridade Marítima e consiste em um órgão integrante da Diretoria Geral de Navegação da Marinha do Brasil.

Cabe à DPC normatizar o tráfego aquaviário, incluindo: o tráfego do espaço aquaviário, as obras de dragagem, os servi­ços de praticagem, as fiscalizações às embarcações visando a segurança, entre outras questões. As principais atribuições da DPC estão definidas na Lei 9.537/1997, a qual é também conhecida como Lei de Segurança do Tráfego Aquaviário (LESTA).

A Capitania dos Portos é a Autoridade Marítima do país e a ela compete a segurança da navegação e o tráfego marítimo.

As Capitanias dos Portos são subordinadas ao Comando de Operações Navais do Comando da Marinha do Ministério da Defesa, cabendo à elas fazer cumprir as normas estabelecidas pela DPC.

Cabe à Diretoria de Hidrografia e Navegação da Marinha do Brasil (DHN) da Marinha do Brasil a realização de atividades relacionadas a hidrografia, oceanografia, meteorologia, navegação e sinalização náutica, garantindo a qualidade das atividades de segu­rança da navegação na área marítima de

CA P Í T ULO

TIPOS DE OBRAS EM EMBOCADURAS MARÍTIMAS

19

Modelo físico para o estudo dos molhes guias-corrente da Embocadura Lagunar de Tramandaí (RS).

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1020

Engenharia portuária

19.1 PRINCÍPIOS DAS OBRAS DE CONTROLE E APROVEITAMENTO DOS ESTUÁRIOS

Doce Inicial

19.1.1 Princípios gerais

Doce

19.1.1.1 COMPORTAMENTO DE CIRCULAÇÃO ESTRATIFICAÇÃO

Aprofundamento

Consideração importante para o gerenciamento estuarino está no comportamento de circulação estratificação. Assim, de acordo com a classificação já vista em Hidráulica Estuarina, tem-se: • •

•

Classe 4 Trata-se de estuário altamente estratificado (em cunha salina), onde é mínima a troca de água vertical.

Classes 3 e 2 Trata-se de estuário com circulação gravitacional clás­ sica, com melhor qualidade de água do que a anterior, parcialmente estratificado (classe 3) e parcialmente misturado (classe 2).

Classe 1 Trata-se do estuário verticalmente homogêneo, bem misturado.

As obras de controle e aproveitamento estuarino podem alterar o comportamento da circulação estratificação da seguinte forma: •

•

• •

Aprofundamento por dragagem nos canais Produz a tendência de aumento da estratificação, da classe 1 para 2/3 ou da 2/3 para a 4. Com isso, há uma piora da qualidade da água e cria-se uma limitação quanto à estabilização econômica do canal. De fato, o aprofundamento máximo estável, economicamente, situa-se em torno a 50% da profundidade média natural original, a qual se situa na mesma categoria, ou em uma acima, se considerarmos o critério de Bruun para a estabilidade de embocadura. Na Figura 19.1 são mostrados diagramas esquemáticos dos efeitos resultantes do aprofundamento do canal estuarino e da remoção de barras de embocadura na penetração da intrusão salina.

Regularização de vazões Produz a redução das vazões fluviais, com consequente tendência de redução da estratificação, da classe 4 para a 2/3 ou da 2/3 para a 1. Produz-se uma modificação do período hidrológico, uma redução do aporte de sedimentos fluvial, podendo desencadear uma possível erosão costeira e um deslocamento da região de maior floculação para montante.

Calibração da embocadura por guias-correntes Produz a tendência de aumento da estratificação.

Aumento da altura de maré Produz a tendência de redução da estratificação.

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Salgada

A Salgada

Doce Inicial

A

Salgada

B B

Remoção da barra Figura 19.1 Esquematização mostrando: (A) efeitos de aprofundamento do canal; (B) efeitos de remoção de barra de embocadura, na penetração da intrusão salina.

19.1.1.2 PRINCÍPIOS GERAIS DE COMPORTAMENTO Elencam-se a seguir 10 princípios gerais de comportamento estuarino que devem ser considerados no gerenciamento des­ ses corpos d’água como diretrizes para a implantação de obras de aproveitamento e controle.

•

•

• •

Obras de melhoramento do estuário, como diques direcionadores ou espigões, produzem aumento da carga potencial do escoamento. O efeito das obras não permeáveis, em seção plena, é maior do que o de obras permeáveis.

Os sedimentos erodidos por uma obra de melhoramento depositam-se quando a zona de influência da obra cessam seu efeito sobre a competência das correntes.

Este princípio também é conhecido como a regra da unidade do canal.

Para sedimentos mais finos, como a argila e o silte, a erosão produzida por obra de melhoramento dispersa o material por uma área mais ampla do que para as areias.

Os canais de enchente e vazante, produzindo os respectivos deltas de maré, carreiam considerável volume de sedimentos, mantendo o equilíbrio dinâmico. Qualquer realinhamento afetando essa circulação natural pode produzir erosão e deposição, redistribuindo material no estuário. Nesta linha de conse­quências, estabelece-se a regra da continuidade: –

Evitar eliminar totalmente o mecanismo de ressuspensão de material fino propiciado pelos meandros.

–

Canais mais largos nas curvas, quanto menor o raio de curvatura, do que nas inflexões.

–

Variação contínua das sinuosidades entre inflexões e vértices das curvas.

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CA P Í T ULO

DIMENSÕES NÁUTICAS HIDROVIÁRIAS

Simulação da navegação de um comboio de empurra em modelo físico.

22

1200

Engenharia portuária

22.1 EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 22.1.1 Considerações gerais

•

É fundamental conhecer as embarcações que serão empregadas na hidrovia a ser dimensionada para projetar adequadamente as obras de seu melhoramento, bem como seu desempenho do ponto de vista logístico para avaliar os aspectos econômicos.

Basicamente, dois aspectos diversos, porém interligados, precisam ser abordados para que as obras de melhoramento projetadas sejam empregadas nas condições mais próximas das ideais, isto é, por embarcações que sejam o mais semelhantes da embarcação tipo considerada no dimensionamento.

O dimensionamento da embarcação que vai trafegar na hidrovia é o aspecto que mais interessa ao armador. Trata-se de dimensionar a frota para obter a maior rentabilidade pelo capital empregado, o que equivale a, dentro das necessidades e das limitações, transportar a carga pelo menor custo. Desse modo, a seleção da embarcação é fundamentalmente efetuada em função das peculiaridades da hidrovia e do volume total de carga a ser transportado. Outros variados fatores podem ter influência maior ou menor, dirigindo a escolha para uma embarcação, não necessariamente a mais desejável, que seria a de elevado rendimento com praticamente a padronização da frota. É por isso que são encontrados vários tipos de embarcações em uma mesma hidrovia. Dentre outros fatores adicionais, temos: •

disponibilidade de crédito;

•

facilidades portuárias;

• • • • •

facilidade da construção naval; diversidade de cargas;

distribuição da carga ao longo da hidrovia e no tempo (como as safras de produção agrícola); instrução e condição de vida dos tripulantes; hábitos regionais.

O segundo aspecto fundamental refere-se à seleção da embarcação tipo para o dimensionamento das obras a serem realizadas na hidrovia, pois é condição necessária para se obter o sucesso econômico. Assim, a embarcação tipo ideal é a que minimiza o acréscimo de custo das obras e do custo total do transporte estimado no período de pay back, isto é, minimiza a relação custo versus benefício. Essa escolha, no entanto, não é feita somente sob esse enfoque, devendo-se considerar: •

•

Os fatores condicionantes das embarcações das frotas dos usuários (armadores).

As embarcações fluviais têm vida longa, devendo-se, pois, considerar as frotas existentes, principalmente se elas atendem às demandas do transporte, uma vez que continuarão trafegando por muito tempo depois da conclusão das obras.

•

Disponibilidade financeira para o empreendimento, pois são obras vultosas, de custo muito elevado, mas de alta rentabilidade quando bem projetadas.

Uma alternativa, nesta condição de restrição orçamentária, é a de realizar as obras em etapas ligadas às peculiaridades naturais do curso d’água.

Nesta última hipótese, fica muito mais dificultada a escolha da embarcação tipo, tendo em vista não ser viável planejar as diversas etapas contando com uma melhoria gradativa das embarcações, já que normalmente as novas potencialidades da hidrovia somente podem ser aproveitadas plenamente pelas novas embarcações.

Aumento relativamente contido do custo das obras de canalização integral de um curso d’água comparativamente ao aumento notável da capacidade de carga da embarcação tipo. Sob esse aspecto há sempre a tendência em dimensionar essas obras para empregar os grandes comboios, que são os de maior rentabilidade e que em melhores condições competem com os demais modais terrestres.

Também deve-se considerar que se trata da obra de melhoramento que mais se adapta ao conceito de aproveitamento múltiplo dos recursos hídricos.

Desse modo, esse segundo aspecto fornece também subsídios para a definição da embarcação mais adaptada às peculiaridades de uma hidrovia já existente, como as vias naturais sem melhoramentos, situação em que obras de pequena envergadura previstas influem pouco nas características gerais de navegabilidade.

Os comboios de empurra, originados nos Estados Unidos, propiciaram economias em relação aos automotores e acabaram por dominar a navegação interior devido ao seu excelente desempenho de navegação de alto rendimento.

Assim, atualmente, os estaleiros navais especializados em embarcações fluviais praticamente constroem apenas embarcações de empurra (chatas e empurradores), havendo raras exceções de emprego de automotores em canais artificiais e rios a eles ligados.

Esses comboios se caracterizam pela concentração de todo o sistema propulsor e de governo e alojamento da tripulação no empurrador. A carga é transportada em chatas isoladas somente com essa função. O conjunto é rigidamen­ te garantido pelo emprego de cabos de aço, o que permite facilmente o desmembramento das chatas, que são deixadas ou recolhidas em pontos de embarque e desembarque.

Dessa forma, conseguem-se grandes vantagens quanto ao rendimento de propulsão e de manobra, bem como quanto à tripulação.

São especialmente indicados para longos percursos, com grande volume de carga, geralmente originadas ou destinadas a diferentes portos. São de grande rendimento para o transporte entre dois pontos fixos de cargas com movimentação portuária demorada, como os granéis pesados, e sempre que a mão de obra for de custo elevado.

CA P Í T ULO

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OBRAS DE ARTE E EQUIPAMENTOS ESPECIAIS DA INFRAESTRUTURA ASSOCIADA À NAVEGAÇÃO HIDROVIÁRIA INTERIOR

Ascensores n. 3 situado em Bracquegnies (queda de 16,933 m) e n. 4 situado em Thieu (queda de 16,933 m) e ponte giratória entre os dois ascensores do Canal du Centre (Bélgica). Construídos entre 1885 e 1917.

Plano inclinado com carrinho puxado por cabos passando por roldanas e tracionado por guinchos, para transporte a seco de embarcação no Canal Elblag (Kanal Elblaski), na Polônia.

1402

Engenharia portuária

25.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS Neste capítulo, busca-se reunir as obras de arte e os equi­ pamentos especiais associadas à navegação hidroviária interior, à exceção das eclusas, que já foram tratadas no capítulo anterior. Tratam-se de obras não convencionais e que não necessariamente existem em todas as hidrovias.

Assim, foram agrupadas em:

•

Elevadores mecânicos, em que a embarcação é posi­ cionada no interior de uma cuba estanque com água, que pode ser encarada como uma eclusa móvel. Eles podem ser subdivididos em:

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–

Ascensores (movimentação vertical), em que a transposição é efetuada empregando os sistemas: i) funicular;

ii) de pistão ou êmbolo;

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Em rampa ou plano inclinado (movimentação incli­ nada), nos quais podem ser empregados os sistemas:

•

iii) com grandes flutuantes. i) funicular longitudinal; ii) funicular transversal;

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•

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–

iii) em cremalheira.

Na movimentação funicular, as cubas são sus­pen­ sas por cabos e equilibradas por contrapesos.

Em movimentação circular, com as cubas posi­cio­ nadas como em uma roda gigante.

Rampa de água, que substitui a eclusa móvel de uma cuba por uma cunha de água em que a em­bar­ca­ção flutua, à medida que veículos nas late­rais da rampa movimentam uma máscara (antepara) que é responsável pela retenção da cunha de água.

Pontes canais ou aquedutos, que efetuam a tra­ves­sia sobre rodovias, ferrovias, ou mesmo outras hi­drovias ou cursos d’água, empregadas em canais de partilha que interligam, através do divisor de águas, duas bacias hidrográficas vizinhas.

–

Diferentes tipos de vãos móveis de pontes de tra­ vessia da hidrovia quando o tirante aéreo da ponte não é suficiente para o calado aéreo das embar­ cações. Existem diferentes princípios para estas pontes: i) levadiças;

ii) basculantes; •

•

iii) giratórias.

Comportas de segurança (ou de guarda), que são insta­ lações de bloqueio total de um canal de par­tilha antes do ápice culminante de um canal de partilha, para evitar a propagação de uma onda tran­siente que possa ser gerada por algum tipo de aci­dente que possa provocar perda d’água no trecho de transposição da cumeada do canal de partilha.

Anteparas de barragens móveis. A possibilidade de dispor de passos navegáveis em barragens mó­veis nas quais a preocupação principal não é a geração de energia hidrelétrica, leva ao emprego de estruturas de retenção com diferentes con­cepções, que são associadas a eclusas de nave­ga­ção, como no caso das eclusas da hidrovia do Rio Grande do Sul. Desse modo, pode-se regular a vazão nos períodos de estiagem sem interromper a navegação, pois ocorrerá pela eclusa, e abater (ou içar) completamente as comportas nas cheias, em que muitos detritos e sedimentos devem ser descarregados para jusante. É exatamente nos pe­ríodos de cheias que se emprega o princípio dos passos navegáveis, mesmo que a duração dessa operação não seja longa, uma vez que a economia estimada com relação à travessia eclusada, ou de uma derivação, é de cerca de trinta minutos.

Subterrâneos de navegação, ou túneis hidro­viá­rios, empregados normalmente para encurtar dis­tâncias em canais de partilha.

Estações de bombeamento para fornecimento de um mínimo de água nos canais de partilha e cubas, bem como de quantidades maiores no caso de eclu­sas que precisem contar com este reforço.

25.2 ELEVADORES DE EMBARCAÇÕES 25.2.1 Generalidades

Até a década de 1960, os elevadores, embora com princí­ pios de soluções diferenciadas, apresentavam grande seme­ lhança. De fato, em todos os sistemas, as embarcações adentravam em uma cuba estanque, a qual era transportada com a finalidade de conectar duas vias navegáveis ter­ mi­nadas em trechos afunilados. Tratam-se de soluções de custo elevado, mas que, dependendo do contexto da hidro­ via, podem competir técnica, econômica e ambientalmente com o sistema de transposição mais corrente, que é o das eclusas ou escadas de eclusas. De fato, as eclusas apre­sen­ tam claramente uma limitação de viabilização em termos de altura individual (em torno de 35 m a 40 m de queda), as escadas de eclusas apresentam um sério inconveniente da perda de tempo e da perda de água, pois os sistemas de bacias economizadores de água são de construção onerosa e somente mitigam o problema. Nas épocas de estiagem e nos pontos altos das bacias hidrográficas, onde a água é mais escassa, essa economia ainda é importante.

25.2.2 Ascensores com êmbolos

É um tipo de ascensor que já não é mais empregado, no entanto merece ser mencionado por ter sido o pioneiro dentre os elevadores de embarcações de maior porte. Este sistema pode ser muito bem exemplificado pelos ascen­so­ res da hidrovia do Canal Du Centre (Bélgica), em Hainaut (Wallonie), ainda hoje em operação para finalidades tu­rís­ ticas, mas que operaram comercialmente por mais de cin­ quenta anos. É como uma enorme balança com cada prato

Capa Alfredini_engenharia portuaria_71mm.pdf 1 17/12/2018 22:06:43

Alfredini Arasaki

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Nesta obra, toda a técnica utilizada nessa ciência experimental encontra respaldo teórico rico em exemplos reais.

MARCOS PINTO Professor do Departamento de Engenharia Naval e Oceânica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP) e sócio-fundador da Terrafirma Consultoria

2ª edição

Sempre presentes no projeto dessas obras complexas de engenharia estiveram os textos dos professores Alfredini e Arasaki, notadamente este livro. É uma obra de vulto que compila conhecimento de praticamente todos os aspectos de engenharia de obras costeiras e fluviais, como canais, obras de proteção e píeres, com suporte na clara apresentação de toda a fenomenologia da interação fluida com a geomorfologia portuária. É um manual indispensável ao projetista, em especial ao brasileiro. O livro, sendo vastamente suportado por formulações analíticas ou empíricas, permite a aplicação imediata no projeto de concepção de toda obra costeira ou fluvial. É autossuficiente do ponto de vista técnico. Também é texto didático utilizado em cursos de diferentes escopos, da graduação à pós-graduação.

Engenharia

Pela alteração do marco legal, permitiu-se aos terminais portuários privativos a movimentação de carga de terceiros, e muitos terminais deverão ser implantados nos próximos anos, tornando esta nova edição de Engenharia portuária muito pertinente.

PORTUÁRIA

A ligação do Brasil com os mercados mundiais é predominantemente marítima.

Nossa costa é monumental, e são extremamente numerosos os nossos portos.

Por essa razão, projetar e desenvolver portos é atividade tradicional no Brasil.

Paolo Alfredini Emilia Arasaki

Engenharia

2ª edição

PORTUÁRIA

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Engenharia Portuária Emilia Arasaki Paolo Alfredini ISBN: 9788521213192 Páginas: 1504 Formato: 20,5x25,5 cm Ano de Publicação: 2019