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R E P Ú B L I C A F E D E R A T I V A D O B R A S I L UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL – UFRGS E S C O L A D E E N G E N H A R I A – EE DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E TRANSPORTES – DEPROT LABORATÓRIO DE SISTEMAS DE TRANSPORTE – PROGRAMA ProINFRA – PROJETO PONTO DE PARTIDA ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICA, ECONÔMICA E AMBIENTAL (EVTEA) DE TRECHO RODOVIÁRIO ENTRE O FUTURO AEROPORTO DE VILA OLIVA E A RUA JOSÉ PEDRO PIVA Rodovia: PPP-2020/2 Norma Técnica: DNER/1999 Classe da rodovia: II Região: montanhosa Configuração: pista simples com acostamentos Classificação do solo: 1ª Categoria Faixa de exploração: 2 x 250m Extensão aproximada: 21km VOLUME 1 – RELATÓRIO DO ESTUDO CONSÓRCIO AA – Caracol MARÇO/2021 1 DADOS DE IDENTIFICAÇÃO Instituição: Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS Unidade: Escola de Engenharia – EE Departamento: Departamento de Engenharia de Produção e Transportes – DEPROT Laboratório: Laboratório de Sistemas de Transportes – LASTRAN Programa: Programa de Desenvolvimento Tecnológico em Infraestrutura de Transportes – ProINFRA Projeto: Ponto de Partida (Trabalho de Graduação da Disciplina de Rodovias) Edição: 2020/2 Ano: 2020 Semestre: 2 Disciplina: Rodovias Turma: A Nome do Consórcio: Caracol Código da Equipe: AA1 Nome: RodoUFRGS Integrantes do grupo: Código da Equipe: AA2 Nome: E-LGE Integrantes do grupo: 2 Arthur Tavares Lengler Jennifer Ramos Matos Natália Pavin Kiane Scheffer de Azevedo Eduarda Winck Hugo Éverson Rodrigues Gabriel Mazzarolo Ditadi Lucas Wasem Friedrich SUMÁRIO 3 SUMÁRIO INTRODUÇÃO 6 Apresentação 6 Características da rodovia 8 RECONHECIMENTO 10 Conhecimento do problema 10 ESTUDOS DE TRAÇADO 13 Condicionantes do traçado 13 Condicionantes de relevo 13 Condicionantes hidrológicas 14 Condicionantes de ocupação do solo 15 Outras condicionantes 16 Alternativas de traçado 19 Alternativa A1 de traçado da equipe AA1 19 Alternativa A2 de traçado da equipe AA1 22 Alternativa A1 de traçado da equipe AA1 26 Alternativa A1 de traçado da equipe AA2 29 Alternativa A2 de traçado da equipe AA2 31 Alternativa A3 de traçado da equipe AA2 - Traçado escolhido 33 Rodovia Final 37 Conclusões e recomendações 38 Quanto à viabilidade técnica 38 Quanto à viabilidade econômica 38 Quanto à viabilidade ambiental 39 EXPLORAÇÃO 41 Plano de Voo 41 Características gerais 41 Custo do ‘Levantamento Aéreo’ 42 4 INTRODUÇÃO 5 1 INTRODUÇÃO 1.1 Apresentação Visando diminuir a distância e o tempo de locomoção, melhorando a mobilidade e a qualidade do deslocamento entre o Aeroporto de Vila Oliva – Caxias do Sul e a cidade de Canela, o consórcio Caracol visa a construção de um rodovia de aproximadamente 21,083 km ligando o Aeroporto à Rua José Pedro Piva com a ERS-466, próxima ao Parque do Caracol. Localizada na região da Serra Gaúcha, na Encosta Inferior do Nordeste, Canela possui altitude média de 837 metros. Com um território de 252,91 km², o município contava com 44.998 habitantes, segundo IBGE em 2019. O relevo é bastante acidentado na região, contendo altitudes acima dos 800m, e assim sendo há a formação de diversos vales e cascatas, como a do Caracol por exemplo. Predomina ainda em Canela a presença de araucárias, e a vegetação nativa é a mata atlântica. Devido a beleza natural do local, a economia da cidade gira em torno do turismo, contando com parques, museus, restaurantes e outros atrativos. Possui também uma rede hoteleira abrangente, desde pequenas hospedarias até grandes hotéis. No geral, Canela e Gramado recebem cerca de 6 500 000 turistas por ano, a maior parte entre maio e agosto – no inverno. O município possui o único aeroporto da região, localizado às margens da RS-235, possui uma pista asfaltada com 1.260 metros de comprimento. O Aeroporto de Canela opera somente voos fretados, particulares e turísticos. O clima na região é subtropical, com temperatura média de 16°C, podendo chegar a 32°C nos meses do verão e até -3°C no inverno. A precipitação média anual é de 2012 mm. Imagem 1 e 2 - Canela, RS Também na Serra, Caxias do Sul é localizada no nordeste do território gaúcho em uma altitude aproximada de 817 metros acima do nível do mar. A região fisiográfica na qual o município se encontra é denominada Encosta Superior do Nordeste, parte da Serra do Mar. Ainda erguida sobre uma península do Planalto de Vacaria, Caxias do Sul possui um declive suave e contínuo de 2m/km, sobre um derrame basáltico acima de uma base granítica. Pertencente à Bacia do rio Taquari-Antas e à Bacia do rio Caí, o município é situado num divisor de águas entre 740 e 820 metros de altitude. O município possui 1.643,913 km² de extensão, sendo 65,31 km² de área urbana, o que representa 4,11% do total, a lavoura ocupa um espaço de 215,31 km², as águas 10,61 km² e mais 50% do solo é ocupado por matas e vegetações rasteiras. A temperatura média na região é de 16.9 °C, podendo chegar a 34°C no verão e temperaturas negativas no inverno. A pluviosidade média anual é 2 090 mm, normalmente com julho sendo o mês mais chuvoso. Caxias do Sul é a segunda cidade mais populosa do estado, contando com 517.451 habitantes em 2020, segundo o IBGE. Além disso, é considerada a cidade mais importante da região 6 https://pt.wikipedia.org/wiki/Aeroporto_de_Canela https://pt.wikipedia.org/wiki/RS-235 https://pt.wikipedia.org/wiki/Pista https://pt.wikipedia.org/wiki/Comprimento https://pt.wikipedia.org/wiki/Voo https://pt.wikipedia.org/wiki/Encosta_Superior_do_Nordeste https://pt.wikipedia.org/wiki/Serra_do_Mar https://pt.wikipedia.org/wiki/Bacia_Hidrogr%C3%A1fica_do_rio_Taquari-Antas https://pt.wikipedia.org/wiki/Bacia_Hidrogr%C3%A1fica_do_rio_Taquari-Antas https://pt.wikipedia.org/wiki/Bacia_Hidrogr%C3%A1fica_do_rio_Ca%C3%AD da Serra Gaúcha, e hoje possui o 2° maior PIB do estado, atrás apenas da capital. A indústria concentra 58,61% dos contingentes, sendo a maior parte no setor metalomecânico, e a construção civil, apesar de ter um custo considerado alto na região, também está em ascensão, e em 2008 as construtoras foram obrigadas a buscar mão-de-obra fora do estado para suprir a demanda. A 40 km do perímetro urbano de Caxias do Sul, o distrito de Vila Oliva é formado basicamente por campos utilizados para agropecuária. Por possuir terrenos com ondulações suaves e pouca ocupação urbana, o local foi escolhido para a implantação do novo Aeroporto Regional da Serra Gaúcha, pois apesar da importância da região da Serra, existe uma deficiência em seu sistema logístico. Os estudos começaram em 2014, pois o aeroporto de Caxias do Sul, Hugo Cantergiani, se mostrou inviável para expansão. O orçamento estimado é de R $200 milhões e está previsto o início das obras para 2022. Serão 445 hectares com capacidade de operação para Boeing 737, terminal de passageiros de 4,7 mil metros quadrados e 500 vagas e pátio com 26 mil metros quadrados, podendo receber 1 milhão de passageiros por ano. Imagem 3 - Caxias do Sul, RSImagem 4 - Vila Oliva Imagem 5 - futuro Aeroporto de Vila Oliva Tendo em vista que a criação do aeroporto deverá aumentar o fluxo de pessoas na região, e sabendo que Canela possui uma grande movimentação devido ao turismo, se vê a necessidade da construção de uma rodovia que permita que essa locomoção aconteça de forma segura, agradável 7 e rápida. A cidade de Caxias do Sul contava em 2018 com 323.952 veículos registrados, sendo 212.010 carros, 33.585 motocicletas e 9.311 caminhões, possuindo uma malha viária urbana de 1.556 km. Canela por sua vez registra 29.394 veículos em 2018, dos quais 19.681 carros, 3.129 motocicletas e 621 caminhões. 1.2 Características da rodovia A rodovia a ser implantada seguirá o Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais (DNER, 1999) a fim de garantir conforto e segurança para os usuários da via. Estará enquadrada na classe II e será uma pista simples com acostamentos, suportando um Volume Médio Diário entre 700 e 1.400 veículos, conforme projetada para o 10° ano após a abertura ao tráfego. O relevo no local é caracterizado como montanhoso uma vez que a Reta de Maior Declive ultrapassa os 20% de declividade. Considerando a classe e o relevo citados, a velocidade diretriz para o projeto será de 50km/h. 8 RECONHECIMENTO 9 2 RECONHECIMENTO 2.1 Conhecimento do problema O trajeto entre os pontos supracitados, atualmente, tem cerca de 62 km e leva-se, aproximadamente, 1 hora e 30 minutos para completar o percurso – considerando trânsito em condições normais. O caminho é mesmo tanto no sentido Vila Oliva - Canela, quanto vice-versa. Uma parte considerável do trajeto é feita por estradas precárias, de chão batido e sem muita infraestrutura. Quando finalmente se chega na parte bem estruturada do caminho, o problema se torna outro: o trânsito intenso e o alto fluxo de pessoas na região. Partindo da Estrada Fazenda Souza, onde irá se localizar o Aeroporto de Vila Oliva, são quase 30 km de estrada de chão em meio a fazendas e a mata, além de uma ponte que atravessa o Rio Caí e curvas bastante acentuadas para contornar o relevo nesse local. Passado isso, sobe-se de uma altitude de 340 m até quase 550 m, onde se encontra a RS-235, que vem de Nova Petrópolis e segue até São Francisco de Paula. A rodovia é pavimentada, e quase toda de mão única, com alguns poucos trechos que possuem duas ou três faixas em regiões com maior fluxo, como a Avenida das Hortênsias, em Gramado. Ainda na RS-235, e um pouco antes de alcançar o centro de Canela, dobra-se a esquerda, chegando finalmente na Rua José Pedro Piva – onde no final se localiza o Parque do Caracol. Imagem 6 - trajeto Durante todo esse trajeto encontram-se diversas atrações da Serra Gaúcha, como o Parque Florybal, Vale dos Dinossauros, Museu de Cera, Mundo a Vapor, Mini Mundo, Snowland e outros pontos turísticos que atraem bastante o público para essa região. O maior problema nisso tudo, são as altas temporadas, como o inverno e o natal, quando o trânsito pode ser bem intenso no local, aumentando significativamente o tempo de trajeto. Além disso, hoje é necessário passar por um pedágio em Gramado no valor de R$7,10. Prevendo ainda que a construção do aeroporto irá aumentar o fluxo de pessoas na região, o consórcio vê a necessidade da construção de uma rodovia que liga essas duas localidades de uma forma mais direta, diminuindo congestionamentos e lentidão, proporcionando um maior conforto aos usuários. Dessa forma, se melhora a infraestrutura, a mobilidade local e consequentemente a qualidade de vida. 10 Imagem 7 – trânsito na RS- 235, região próxima ao Snowland (24/02 - 14:41) Imagem 8 - trânsito na RS-235, região da Av. das Hortênsias (25/02 - 18:47) 11 ESTUDOS DE TRAÇADO 12 3 ESTUDOS DE TRAÇADO Após estudos para reconhecer a região e o problema, iniciou-se uma etapa para analisar a viabilidade técnica, econômica e ambiental do terreno, analisando condicionantes que delimitam nossas escolhas de traçado. Questões como o relevo, o solo, a hidrografia e o meio ambiente foram levadas em conta neste momento a fim de evitar grandes interferências no terreno, bem como evitar problemas posteriores em nossa rodovia. Ainda nesse tópico serão apresentados os traçados que foram desenvolvidos considerando essas condicionantes, além disso será mostrado aquele que foi escolhido pela equipe por apresentar melhor desempenho em um ou mais dos indicadores: acréscimo da diretriz (ET1), porcentagem de declividades anômalas (ET2) e interferências por quilômetro (ET3). 3.1 Condicionantes do traçado 3.1.1 Condicionantes de relevo A rodovia parte de Vila Oliva, que se encontra numa altura de 840m e chega em Canela numa cota de 700 m aproximadamente. Apesar da região pertencer ao Planalto Meridional, é caracterizada como montanhosa, e no geral apresenta grandes altitudes, chegando a uma máxima de 880m. A menor cota pela qual será necessário passar a rodovia é o Rio Caí, que fica entre 340m e 360m de altura. Essa região apresenta grandes declives, pois a mudança de cotas acontece de maneira rápida e brusca, e em alguns locais próximos ao rio esse valor fica próximo dos 230%. Para atender questões de conforto e segurança, a norma delimita a declividade máxima da rodovia como sendo 7%, e para que isso seja possível a via precisará ser feita de maneira sinuosa, contornando paralelamente às curvas de nível, a fim de compensar as inclinações do relevo. O intuito de cuidar para que o relevo seja o menos íngreme possível é obter uma avaliação satisfatória no indicador (ET2), além de facilitar posteriores cortes e aterros, diminuindo o custo da obra. Imagem 9 - mapa de calor e curvas de nível a cada 50m da região. 13 3.1.2 Condicionantes hidrológicas Tanto Caxias do Sul como Canela pertencem a Bacia Hidrográfica Rio Caí, localizada na Região Hidrográfica do Guaíba. Como já foi citado, Caxias se localiza num divisor de águas entre 740 m e 820 m de altitude, onde o planalto vacariense vai se dividindo em diversos vales com pequenos rios e córregos. Os rios que seguem na direção sudeste são de maior relevância para o projeto, pois desembocam no Rio Caí, e é por onde a rodovia precisará atravessar. O curso d’água tem 5.027 km² de área e 285 km de extensão aproximadamente, passando por 41 municípios. Imagem 10 – região do Rio Caí a ser atravessada. Similarmente, Canela se encontra em altitudes próximas a 800m, e dessa forma, conta com diversas nascentes em seu território que desembocam no Rio Paranhana e também no próprio Rio Caí. Nessa região o Caí está em sua maior declividade, entre 0,15 e 3,5%, e como consequência a velocidade da água é maior. Pelo fato das nascentes estarem em cotas muito altas – acima dos 800m, e o rio em uma cota bem mais baixa – cerca de 340m, há a formação de cachoeiras no local. Não há registros de inundações nessa região nos últimos anos, o único local afetado pelas cheias do Rio Caí é o município de São Sebastião do Caí, ondeo fluxo de água é bem mais lento. Imagem 11 – mapa das nascentes e córregos 14 https://pt.wikipedia.org/wiki/Divisor_de_%C3%A1guas O maior problema hidrológico da região se dá pela necessidade de preservação tanto do rio como da estrutura. Devido a exploração agrícola intensa, o desmatamento das encostas, o grande volume de esgotos domésticos e efluentes do Pólo Petroquímico, o Rio Caí já é bastante poluído. Tendo isso em vista, a rodovia é planejada de maneira a minimizar os impactos ambientais, e por isso, foi previsto em projeto a distância mínima de 50 m das nascentes e 30 m dos corpos d’água, rios e córregos. Além disso, essas medidas ajudam a evitar alagamentos na via, e consequentemente, diminuem a necessidade de construir bueiros, reduzindo assim os custos do trajeto. No entanto, a travessia pelo Rio Caí é inevitável, então ela será feita da forma mais perpendicular possível, a fim de minimizar os danos posteriores à estrutura. 3.1.3 Condicionantes de ocupação do solo Por ser uma região mais afastada do perímetro urbano de Caxias do Sul, predomina em Vila Oliva a presença de fazendas e pastagens. Segundo o IBGE, o solo na região é utilizado para cultivos temporários diversificados e pecuária de animais de grande porte. Segundo também o site do IBGE, o município de Caxias do Sul possui 5.438 hectares de lavouras, que são destinados para a produção de frutas principalmente, como maçã, uva e caqui. Além disso, há 31.127 hectares de pastagens, 26.255 hectares de matas e 4.579 hectares de sistemas agroflorestais, um sistema híbrido de cultivo de espécies florestais com lavouras e pastoreio. De forma contrária, em Canela predominam as áreas com florestas naturais ou plantadas: são 7.763 hectares destinados para esta finalidade. Segundo o site do IBGE, Canela se localiza numa área florestal com uso não identificado. A cidade possui, também, 587 hectares destinados a lavouras, sendo a maioria de milho e mandioca, 1.288 hectares de pastagens e 1.322 hectares de sistemas agroflorestais. Imagem 12 – mapa sobre a utilização do solo (IBGE) Em relação à ocupação urbana, tanto Canela quanto Vila Oliva estão localizadas em regiões mais afastadas, e não há uma grande concentração de pessoas nem construções. Na região referente a Caxias do Sul, predominam lavouras e fazendas, e o centro urbano de Vila Oliva seria o maior empecilho por ser a região com mais habitações, por isso a rodovia foi projetada desviando do máximo de casas possíveis. Enquanto Canela se destaca por uma área maior de vegetação nativa no trecho desenvolvido, possuindo pouca ocupação urbana. 15 Imagem 13 - perímetro urbano de Vila Oliva. 3.1.4 Outras condicionantes Territórios Indígenas: De acordo com o último Censo, feito em 2010, viviam no Rio Grande do Sul, 18,5 mil indígenas dos grupos étnicos Guarani, Mbia Guarani, Kaingang e mistos. De acordo com a Constituição Federal vigente, os povos indígenas detêm o direito de uso exclusivo sobre as terras que tradicionalmente ocupam. Com isso em mente, o consórcio fez um estudo prévio sobre a localização destas terras antes que a rodovia fosse projetada, mas como mostra o mapa disponibilizado pela SEMA, o local onde a rodovia será implantada não confronta com nenhum território indígena reconhecido. Imagem 14 – localização dos territórios indígenas no estado (SEMA) 16 Fauna: A preservação da fauna e da flora é de extrema importância, a construção civil deve seguir ao lado do meio ambiente. Segundo dados do IBGE, a região próxima ao Rio Caí abriga algumas espécies em extinção, conhecidas popularmente como o sapo-flamenguinho, o sapinho-narigudo-de-barriga-vermelha e o lagartinho da praia. Ainda abriga caracóis da espécie Gonyostomus Henseli e besouros da espécie Schematiza Aneurica. Entre as aves o pica-pau-de-cabeça-amarela e o pixoxó. O próprio Rio Caí é o lar de animais em extinção, como os peixes alongado-rajado, prato e faquinha-arredondada. Para saber ao certo se essas espécies estão abrigadas em locais onde a rodovia será construída seriam necessários estudos mais aprofundados da região. Imagem 15 – mapa de insetos em extinção (IBGE) Imagem 16 – mapa de aves em extinção (IBGE) Imagem 17 – mapa de mamíferos e répteis em extinção (IBGE) Imagem 18 – mapa de peixes em extinção (IBGE) Flora: Tanto Caxias do Sul como Canela pertencem ao Bioma Mata Atlântica, considerado Patrimônio Nacional pela Constituição Federal. Restam hoje somente 7,5% da vegetação original no estado e 15% no Brasil, devido a isso, foi criado em 2006 a Lei Mata Atlântica – lei nº 11.428. A lei assegura a proteção e controla o uso dos recursos da floresta, criando áreas de proteção e permitindo a supressão da vegetação em alguns casos específicos. Dentro do bioma, a região de estudo está localizada na floresta ombrófila mista, também conhecida como mata das araucárias, que recebe esse nome por apresentar uma grande quantidade de, justamente, coníferas. Atualmente a floresta está reduzida a 12,6% da extensão inicial e possui um grau muito alto de fragmentação, a maioria das parcelas possui menos de 50 hectares e são encontradas em meio a pastagens e campos agrícolas. Tentando evitar um maior desmatamento, foi feito um estudo sobre as APA’s - Áreas de Proteção Ambiental e as APP’s - Áreas de Preservação Permanente na região, e segundo site do Ministério do Meio Ambiente, os locais mais próximos seriam a Floresta Nacional de Canela e o 17 próprio Parque do Caracol. Como não estava prevista a passagem da rodovia pelo local, não haverá nenhuma complicação. Sistema viário: Ao mesmo tempo que o cruzamento da rodovia com ruas e avenidas já existentes pode proporcionar uma maior acessibilidade à via, pode causar uma redução na mobilidade e na velocidade desse percurso. E aumentando os acessos locais aumentaria-se também o trânsito local, indo contra o propósito inicial desse projeto. Além disso, utilizar uma parcela de uma estrada já pronta pode ser um dificultador, nem sempre ela suporta reformas suficientes para se enquadrar nos parâmetros da rodovia que será implantada. A fim de evitar que isso aconteça, foi feito um estudo sobre o sistema viário vigente na região, buscando evitar o cruzamento e o curso com vias já em vigor. Imagem 19 - Plano Diretor de Desenvolvimento Integrado, Caxias do Sul Imagem 20 - Mapa do Sistema Viário de Canela, região do parque do Caracol 18 No geral, Vila Oliva possui poucas estradas municipais, a maior parte dos trechos são logradouros e sem pavimentação. Já na região de Canela estudada, existe uma via de caráter paisagístico - na cor amarela, e vias coletoras rurais, mas sem interferências significativas. 3.2 Alternativas de traçado 3.2.1 Alternativa A1 de traçado da equipe AA1 Por meio de diferentes alternativas, buscamos achar um traçado que melhor representasse a rodovia. Ao desenvolvermos os diferentes traçados, buscamos sempre respeitar ao máximo características do relevo como vegetação,hidrografia, altimetria e até mesmo terras que seriam desapropriadas, mas sempre conciliando esses aspectos com a viabilidade econômica e técnica. Depois de desenhadas diferentes opções, passamos a analisar seus dados técnicos como declividades e extensões, selecionamos um que apresentou o melhor desempenho dentre todos. Depois de discutido e analisado, foi acordado que o ponto de união dos lotes 1 e 2 se dará logo após a instalação de uma ponte que atravessará um corpo d’água e interliga a rodovia. Imagem 21 - Traçados Iniciais Equipe RodoUFRGS No traçado A1, como mostra a imagem abaixo, buscamos um traçado que atendesse a harmonia na altimetria. Para isso, buscamos contornar as curvas de nível, de modo que o traçado passasse o mais paralelo às curvas de nível que acompanham o território. Por conta dos desvios que buscavam equilibrar a altimetria da região, o traçado se tornou mais extenso que o desejado, o que traria um custo maior e desnecessário à rodovia. 19 Imagem 22 - Traçado A1 e diretriz Por se tratar de um traçado mais longo, a interseção com edificações, corpos d’água e estradas acabou sendo pequena como podemos observar nas imagens abaixo. Tabela 1 - Dados de interferência do traçado A1 20 Tabela 2 - Indicadores de desempenho do traçado A1 Observa-se bem na tabela X, que a intenção nesse traçado foi desempenhar um bom número para o ET2, o que infelizmente acarretou um índice do ET1 muito alto. Além disso, o traçado A1 por priorizar o equilíbrio na altimetria, apresentou curvas muito acentuadas, que tornam a rodovia menos segura. Imagem 23 - Curva acentuada no traçado A1 Imagem 24 - Altimetria do traçado A1 Também se tornou impossível desviar de regiões de grande concentração de vegetação, o que traria um impacto ambiental negativo para a região. Além disso, observamos que nesse traçado aconteceram muitas interseções com nascentes, o que somaria no impacto ambiental. Podemos observar esses dados na tabela e na imagem a seguir: 21 Imagem 25 - Corte na nascente pelo traçado A1 Como vemos na imagem acima, apesar do traçado inicialmente apresentar bons indicadores, ao fim de sua extensão notamos um grande aumento na declividade antecedendo a ponte que conecta o ponto de união entre os lotes 1 e 2. Imagem 26 - região do traçado A1 de intensa declividade 3.2.2 Alternativa A2 de traçado da equipe AA1 - traçado escolhido Para desenvolver o traçado A2, partimos com a experiência do que havíamos feito no traçado A1, e com a premissa de aumentar o índice ET1, que havia sido prejudicado na primeira alternativa de traçado. A ideia que usamos foi desenhar um percurso que minimiza curvas acentuadas que afetam a segurança do usuário da rodovia. 22 Imagem 27 - Traçado A2 e diretriz Tabela 3 - Indicadores de desempenho do traçado A2 Como observamos na tabela acima, obtivemos o traçado com o conjunto de melhores índices das três alternativas estudadas a fundo. Se compararmos com o traçado A1, vemos que foi inevitável aumentar o índice A2 em função da suavização do primeiro índice. Mesmo com esse aumento, vemos que há um balanço melhor entre os três índices e por isso este foi o traçado escolhido pelo grupo. 23 Tabela 4 - Dados de interferência do traçado A2 No estudo desse traçado também buscamos evitar interseções a fim de diminuir o número de desapropriações e visando diminuir o impacto ambiental. Observamos na imagem abaixo que ainda assim houveram interseções nele. Imagem 28 - Interseções do traçado A2 com rodovia existente 24 Imagem 29 - Interseções do traçado A2 com corpos d’água Observamos que um grande ponto de atenção desse traçado foi observado no trecho mostrado abaixo, no final de sua extensão. Esse trecho por ter uma declividade acentuada, é um ponto que necessitou de estudos mais aprofundados para buscar soluções que atendessem esta questão. 25 Imagem 30 - Traçado A2 corte da zona de aterro Imagem 31 - Perfil do traçado A2 com aterro em laranja A alternativa mais viável que encontramos seria aterrar este trecho a fim de minimizar a declividade deste trecho, como simulamos na figura mostrada acima. Outro ponto interessante de trazer sobre este traçado é que embora ele apresente a necessidade de uma ponte com maior extensão, o que acarretaria em mais custos, foi ainda assim a melhor opção dentre todas estudadas. Avaliamos que mesmo com este ponto, a viabilidade técnica, econômica e ambiental deste traçado foi a melhor elaborada. 3.2.3 Alternativa A3 de traçado da equipe AA1 Neste traçado, o objetivo foi obter um caminho com declividade contínua. Para isso, desenhamos ele de modo que conseguisse acompanhar a encosta. 26 Imagem 32 - Traçado A3 e diretriz Imagem 33 - Altimetria do traçado A3 Nesse desenho observamos que mais uma vez a tentativa de manter a declividade contínua acarretou em um comprimento de traçado que deixaria a realização da rodovia inviável, em termos econômicos. Além disso, ao desenvolvê-lo percebemos que a encosta se mostra muito arisca, o que poderia ocasionar diversos imprevistos durante a execução, causando problemas técnicos na rodovia. Tabela 5 - Indicadores de desempenho do traçado A3 27 Tabela 6 - Dados de interferência do traçado A3 A grande extensão do traçado também ocasionou outros problemas, como a interseção com corpos d’água e mata nativa, o que seria extremamente negativo pois, novamente, causaria um grande impacto ambiental. Imagem 34 - Interseção do traçado A3 e corpos d’água 28 3.2.4 Alternativa A1 de traçado da equipe AA2 O primeiro dos traçados alternativos da equipe E-LGE Engenharia está apresentado na figura a seguir: Imagem 35 - Traçado Alternativo 1 imagem 36- Perfil Longitudinal Traçado Alternativo 1 O objetivo do traçado foi, na medida do possível, suavizar ao máximo as declividades, tentando não cortar as curvas de nível do terreno, mas contorná-las, respeitando também o raio de curvatura mínimo exigido para a classe da rodovia. Procurou-se desviar de nascentes, córregos, edificações e estradas rurais já existentes, além da mata nativa do local, que possui uma área elevada próxima ao Rio Caí. Entretanto o traçado cruza alguns destes elementos, sendo destes, 7 corpos d'água, 67 de mata nativa, 8 vias rurais existentes e 2 edificações. Com isso obteve-se um traçado com 11.391,22m de extensão, com diretriz do ponto inicial até o ponto de encontro com outra equipe (coordenadas UTM-z22 511.853,1647 / 6.763.343,7038) de 9423,812m, Assim, obteve-se os seguintes indicadores: Tabela 7: Indicadores de desempenho do traçado 1 da equipe E-LGE Engenharia 29 Área Critério Unidade Valor Estudos de Traçado Acréscimo sobre a diretriz % 20,8770 Porcentagem de declividades anômalas % 36,0161 Interferências por quilômetro un/km 7,4619 Partindo do futuro Aeroporto de Vila Oliva, (coordenadas Lat / Long 29°10'33,59''S / 50°54'01,37''W, e coordenadas UTM-z22 509.686,3251 / 6.772.511,1607), optou-se por seguir ao leste da Estrada Fazenda Souza, para desviar de córregos e mata nativa próxima.Em seguida cruzou-se a Estrada, para ficar mais próxima da diretriz e contornar melhor as curvas de nível, entretanto, a rodovia se encontra com algumas edificações e estradas de chão na região, onde um possível desvio acarretaria num aumento significativo do acréscimo sobre a diretriz, área de desmatamento e declividade. A estrada segue no sentido sul à oeste da região mais povoada de Vila Oliva aumentando a extensão do traçado, porém, desviando de muitas edificações e vias. Até esta região a rodovia foi elaborada sob pequenas variações de altitude. Continuando no sentido sul em direção ao Rio Caí, onde as declividades ficam cada vez mais acentuadas, chega-se na parte mais crítica no traçado onde uma curva na rodovia deve ser feita para acompanhar a curva de nível, entretanto a estrada possui um raio de curvatura mínimo de projeto exigido conforme norma de 80 metros, (no estudo, foi realizado com raio de 110 metros, deixando margem para possível correção) sendo assim não é possível fazer a curva da rodovia conforme é a curva de nível, acarretando em uma declividade acentuada seguida de um aclive de 32,774% no meio da curva, nesse local seria necessário um trabalho de corte e aterro elevado para conseguir a declividade exigida de 7% em projeto, além da construção de muro de arrimo para contenção do perfil cortado evitando possíveis acidentes como deslizamentos de terra. Imagem 37- Curva crítica em região de declive elevado. Próximo ao ponto de encontro, após saída da curva crítica, a região é de declive muito elevado, indo de cota de 640m para 530m em pouco mais de 1 km, assim, apresentando uma região com declividade de 33,45%. A figura abaixo mostra o trecho que apresenta esta declividade. 30 Imagem 38- trecho final com declividade elevada. 3.2.5 Alternativa A2 de traçado da equipe AA2 O traçado a seguir teve como princípios para o seu desenvolvimento a segurança e o conforto para os motoristas, visando trechos mais retilíneos, curvas menos acentuadas e menor exposição a encostas íngremes. Simultaneamente o traçado tenta minimizar os impactos sobre a natureza da região pois compreende que as áreas de mata nativa e os recursos hídricos são de suma importância para o ecossistema local e sobre as edificações existentes para preservá-las e minimizar possíveis dificuldades ao desenvolvimento do projeto. imagem 39 - Traçado Alternativo 2 31 Imagem 40- Perfil Longitudinal Traçado Alternativo 2 O início do trecho está localizado ao norte da figura 39 onde será o Aeroporto de Vila Oliva simbolizado por um avião, (coordenadas Lat / Long 29°10'33,59''S / 50°54'01,37''W) e finaliza ao sul no local de encontro (coordenadas UTM-z22 511.853,1647 / 6.763.343,7038) combinado pelas empresas do consórcio. A diretriz entre esses pontos resultou em uma reta com 9.423,812m de comprimento e o proposto traçado apresenta 11.109,6551 m, ou seja, um acréscimo sobre a dimensão da diretriz em 17,8891%. As declividades anômalas se apresentam pontualmente em pequenos trechos onde não foi possível contornar nascentes ou o raio mínimo de projeto(80m) era insuficiente e principalmente nos últimos quilômetros do trecho, com 4.405,4631 m de trecho com declividades anômalas corresponde a 39,6544% da extensão total do traçado. Sobre as interferências, podemos dizer que a principal foi sobre áreas de mata nativa, 52 interferências, 6 para corpos d’água e 5 para vias existentes equivalente a 5,6707 interferências por quilômetro da rodovia. Tabela 8: Indicadores de desempenho do traçado 2 da equipe E-LGE Engenharia O traçado apresentado pode ser dividido em três partes para facilitar a didática, início, meio e fim. Na parte inicial partimos das futuras instalações do aeroporto, em seguida o desenvolvimento da rodovia segue na direção sudoeste aproveitando o terreno com poucas irregularidades da lavoura para contornar uma área rica em corpos d’água e pequenas voçorocas. Durante a travessia do trecho central, não temos muitas dificuldades além de pequenas elevações que servem de divisor de águas e o traçado permanece pela margem direita da reta diretriz tentando ao máximo contornar as curvas de nível ou suavizar declividades sem confrontar com as edificações rurais existentes. Já na parte final do projeto de traçado, próximo ao ponto de encontro combinado pelas duas empresas do consórcio encontra-se o maior desafio encontrado. Transpor a encosta de uma serra bem íngreme de forma que não ultrapasse a declividade de projeto por trechos muito longos e minimizar os custos com a contenção da encosta. Provavelmente será necessário o uso de murada de contenção em gabião, muros de concreto ciclope ou cortina atirantada. Ambas as soluções apresentadas são de elevado valor financeiro, podendo inviabilizar a obra caso seja necessário adotar alguma delas por um trecho muito longo. Não foi possível conciliar economia e viabilidade nessa parte da rodovia. Nas imagens abaixo podemos ver o traçado escolhido e uma sugestão possível para solucionar as grandes declividades, respectivamente, cada um deles tem as vantagens e as desvantagens. 32 Área Critério Unidade Valor Estudos de Traçado Acréscimo sobre a diretriz % 17,8891 Porcentagem de declividades anômalas % 39,6544 Interferências por quilômetro un/km 5,6707 imagem 41- Traçado Escolhido Imagem 42 Sugestão de Traçado Primeiramente o traçado escolhido, este é mais curto em extensão, ou seja, não acrescenta muita quilometragem ao projeto, porém mesmo tentando manter a declividade sem grandes excessos, em pequenos trechos as declividades são significativamente elevadas podendo variar até 38%. Por se tratar de uma distância pequena, os custos com obras de contenção não serão elevados comparados com a sugestão apresentada a seguir. Já no trecho de sugestão, as elevadas declividades são corrigidas através de um traçado que busca suavizar o relevo, porém esse feito foi obtido contornando a serra por uma grande extensão, tornando os custos com contenção elevados pois as declividades longitudinais continuam requerendo medidas para estabilização das encostas e aterros a fim de evitar possíveis deslizamentos ou desmoronamentos. 3.2.6 Alternativa A3 de traçado da equipe AA2 - Traçado escolhido Este traçado, que tem início junto ao futuro Aeroporto de Vila Oliva (coordenadas Lat / Long 29°10'33,59''S / 50°54'01,37''W, e coordenadas UTM-z22 509.686,3251 / 6.772.511,1607), buscou um equilíbrio entre os indicadores, levando em conta características do relevo, interferências com corpos d’água, mata nativa, vias existentes e edificações, sem se afastar muito da diretriz, quando possível. 33 Imagem 43- Traçado escolhido Equipe AA2 Na parte inicial buscou-se utilizar um trecho de aproximadamente 896 m da Estrada Fazenda Souza, a fim de evitar passar por plantações ou por um número elevado de corpos d’água.Entretanto, como é necessário manter uma distância de 50 m de nascentes, tornou-se preciso fazer um pequeno desvio. Imagem 44 - Início do lote 2 34 Após percorrer a parte inicial e até chegar em Vila Oliva, o traçado consegue atender de forma satisfatória ao seu propósito, mesmo que tenha sido inevitável passar por corpos d’água, que são abundantes na região, e algumas áreas de mata nativa. A maior parte deste trecho foi desenvolvida passando por uma região sem grandes variações de altitude, o que contribuiu para não haver grandes inclinações. Ao chegar em Vila Oliva, para preservar grande parte das edificações e da estrada existentes, foi necessário utilizar duas curvas, uma com 220 m e outra com 110 m de raio. Estas estão posicionadas para terem boa concordância com as curvas de nível. imagem 45 - Contorno de Vila Oliva A parte final, que vai até o ponto de encontro (coordenadas UTM-z22 511834,3544 / 6763440,0850), foi o maior desafio do trajeto. Ali se inicia a descida da encosta do Rio Caí, sendo necessária uma variação de aproximadamente 200m de altitude em um trecho com mata nativa muito densa em todo o percurso e declividades transversais elevadas, podendo chegar a quase 100% em alguns lugares. Além disso, há um grande talvegue onde três córregos se encontram, por conta disso e para respeitar o raio mínimo de 80m exigido em norma (o raio adotado foi 110m para haver margem para futuras alterações), foi necessário realizar a curva sem acompanhar as curvas de nível, o que pode trazer a necessidade de um muro de arrimo e um grande trabalho de terraplenagem, já que há um declive de -36,63% na parte inicial e um aclive de médio de 52,16% até a parte final da curva, em um trecho de aproximadamente 277m. 35 imagem 46 - Mata nativa do trecho final imagem 47 - Trecho mais desafiador 36 imagem 48 - Perfil altimétrico do traçado escolhido A tabela 9 mostra os indicadores deste traçado: Tabela 9: Indicadores de desempenho do traçado escolhido da equipe E-LGE Engenharia Apesar dos indicadores serem muito próximos dos outros traçados, esse foi o escolhido por apresentar o perfil longitudinal com menor variação altimétrica, sendo o mais suave entre eles. Desta forma, os volumes de corte e aterro de terraplenagem necessários para obter o valor máximo de norma, que é 7%, serão menores e poderão ser feitos sem exigir grandes deslocamentos de material. Este traçado apresentou também a menor porcentagem de declividades anômalas entre as opções, e um acréscimo sobre a diretriz considerado razoavelmente bom, com trechos de grandes retas, sendo estes pontos possíveis para realização de ultrapassagens. No indicador que diz respeito às interferências por quilômetro, a Equipe E-LGE Engenharia chegou ao valor de 7,8155 un/km. O fator determinante para este indicativo foi a extensa área de mata nativa que há na região próxima ao Rio Caí, entretanto esta área apresenta grandes declividades, sendo impossível um traçado desviar da mata existente e manter bom indicador de declividades anômalas. A opção da equipe com um ET3 melhor, possuindo uma menor extensão de destruição de mata nativa, apresentou declividades muito acentuadas, impossibilitando sua utilização para estudo. Além dos 6,8 km de mata nativa, o traçado apresentou a passagem por apenas 3 edificações existentes e 8 corpos d'água, considerado um número baixo para ambos os índices, além de 7 vias existentes. 3.2.7 Rodovia Final O projeto final da rodovia, unindo o traçado escolhido pelo lote 1 e o traçado escolhido pelo lote 2 possui 21,083km de extensão. Além disso, tem interferência com 11 edificações, 19 corpos d'água, 13 corpos estradais e 15,3 km de mata nativa. Assim sendo, foram obtidos os seguintes indicadores: ET1, relativo ao desvio da diretriz de 28,28%, ET2, em relação às declividades anômalas de 38,95% e ET3, considerando as interferências de 9,29 un/Km. 37 Área Critério Unidade Valor Estudos de Traçado Acréscimo sobre a diretriz % 17,9942 Porcentagem de declividades anômalas % 35,9328 Interferências por quilômetro un/km 7,8155 Imagem 49 - rodovia 3.3 Conclusões e recomendações 3.3.1 Quanto à viabilidade técnica Considerando todo o estudo feito previamente, conclui-se que a rodovia é, de fato, executável. Todos os parâmetros e normas foram seguidos no momento de definir o traçado, desta maneira não devem haver grandes empecilhos em sua construção. Tanto Caxias do Sul como Canela são cidades bem desenvolvidas, e contam com o maquinário necessário para a obra. Em Vila Oliva a chegada desses equipamentos será facilitada, pois diversas estradas estaduais ligam a região ao perímetro urbano de Caxias do Sul, em Canela o problema pode ser maior, mas ainda assim é possível. Além do mais, a implementação do trecho rodoviário trará um avanço para a região, uma vez que facilitará o turismo, o comércio e a locomoção de uma forma direta e rápida no local. 3.3.2 Quanto à viabilidade econômica A construção da rodovia é de extrema vantagem para a Região da Serra, prevendo ainda que o novo Aeroporto de Vila Oliva será o principal ponto de importações e exportações de produtos dessa região, assim como uma boa opção de acesso e saída de turistas de Canela e Gramado, se vê a necessidade de aumentar a infraestrutura local. Com a intenção de minimizar os custos e tornar nossa rodovia economicamente viável, houve um grande cuidado em relação aos declives, e o traçado foi feito de maneira que o perfil longitudinal apresentasse a menor quantidade de descidas e subidas abruptas possíveis. Dessa maneira, haverá menos custos com terraplanagem, cortes e aterros. Além disso, tentou-se não desviar muito da diretriz que liga os dois pontos, uma vez que uma rodovia com menos quilômetros se torna mais econômica de se construir. Entretanto, como foi citado acima, algumas condicionantes nos obrigam a desviar um pouco o caminho, produzindo curvas e desviando da diretriz. No lote 1 serão feitas x desapropriações de casas e construções, enquanto no lote 2 serão feitas três desapropriações, o que é um número relativamente baixo, não subindo muito o orçamento do projeto. Apesar de no lote haver a 38 necessidade da construção de uma ponte para atravessar o Rio Caí, a obra no geral tem características para ser feita de forma rápida e sem custos exorbitantes. 3.3.3 Quanto à viabilidade ambiental Diversos aspectos ambientais foram considerados no estudo de traçado, entretanto, em alguns pontos se torna improvável que não haja danos ao meio ambiente. No que diz respeito às nascentes, rios e córregos, houve todo um cuidado em manter as distâncias mínimas previstas em norma, entretanto, haverão 18 passagens por corpos d’água além da travessia do Rio Caí, pois não foi possível desviar. Em relação a vegetação nativa, haverão 15,6 km de interferência, principalmente no lote 1 e ao final do lote 2 - lembrando que nenhuma delas se refere a uma Área de Preservação Permanente nem a Áreas de Proteção Ambiental,pois essas foram estritamente evitadas. O estudo sobre a flora revelou alguns animais em extinção na região, caso essas e outras espécies venham entrar em contato com a rodovia, pode-se ainda implantar medidas mitigadoras como telas protetoras e túneis de passagem de fauna. Não há registros de Territórios Indígenas nem populações ribeirinhas no local estudado, mas nada garante que não iremos nos deparar com contratempos desse tipo ao longo do trajeto. O número de desapropriações também é baixo, sendo seis no lote 1 e três no lote 2, dessa forma se minimiza a necessidade de demolições e, consequentemente, a quantidade de dejetos. E no intuito de diminuir os danos causados por nossa obra, se considera ainda a possibilidade de replantio de uma parcela das árvores desmatadas em áreas próximas ao traçado. 39 EXPLORAÇÃO 40 4 EXPLORAÇÃO Traçada a diretriz do plano de voo, estabeleceu-se uma faixa de exploração distante de 250 m do eixo para ambos os lados, totalizando uma faixa de exploração de 500 m de largura. 4.1Plano de Voo O plano de voo, representado na imagem 49, teve seu traço definido em acordo comum de ambas as equipes e visou abranger a via da melhor maneira possível em seus detalhes. Cuidou-se para que nenhum trecho da rodovia chegasse a uma margem de 100 metros da borda da faixa de exploração, tendo em vista a melhor exploração da área. imagem 50- Plano de voo 4.2Características gerais O plano de voo teve início junto ao futuro Aeroporto de Vila Oliva (coordenadas Lat / Long 29°10'33,59''S / 50°54'01,37''W, e coordenadas UTM-z22 509.686,3251 / 6.772.511,1607) e seguiu em direção a rua José Pedro Piva/Canela na ERS-466 (coordenadas Lat / Long 29°19'12,04''S / 50°51'21,14''W e coordenadas UTM-z22 513.994,6194 / 6.756.550,5141). 41 A faixa de exploração possui uma extensão de 19.627,157 metros e conta com 13 deflexões. Ao longo do percurso houve intervenções em: 80 edificações, 20 corpos d'água, 13 corpos estradais e 165 unidades de mata nativa (uma unidade a cada 100m). 4.3Custo do ‘Levantamento Aéreo’ Como definido no termo de referência, foi adotado valor fictício de: R $35.000,00 para levantar voo, R $15.000,00 por quilômetro percorrido e R $10.000,00 por cada deflexão que o avião fará em voo. O consórcio dividiu os custos de maneira justa, avaliando individualmente as deflexões e os quilômetros percorridos no plano de voo por lote de equipe. O custo para levantar voo foi dividido igualmente entre os dois lotes. Os valores de custo por equipe e valor total estão representados na tabela 10: Tabela 10: custo do plano de voo por equipe Como apresentado na tabela 10, o custo total para o levantamento aéreo é de R $459.409,84 . Deste custo, 52% é de responsabilidade da equipe Rodo UFRGS e 48% de responsabilidade da equipe E-LGE engenharia. 42
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