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Obras de protecção. 
Dimensionamento e projecto de obras portuárias..
Tema #3
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INTRODUCÇÃO
A localização mais interessante das obras portuárias será, certamente, numa bacia “fechada”, sem necessidade de obras de protecção.
No caso de tal não ser possível, como ocorre nos terminais em mar aberto, são previstas obras especiais de protecção, tais como molhes em enrocamento ou diques reflectores das ondas. Em caso de fortes correntes marítimas ou de maré, podem ser necessários diques ou molhes de protecção contra as correntes.
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No caso do cais acostável ser implantado numa linha de costa sensivelmente rectilínea se pode garantir a sua protecção contra a acção das ondas, por uma linha de molhes, formando um segmento trapezoidal.
Esquema de protecção de um porto com molhes 
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Obras de Protecção
Quebra Mar: Não tem nenhuma ligação com a costa.
Molhe: Apresenta uma das extremidades ligada à costa.
Dique: Ambas as extremidades são ligadas à costa.
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Estrutura de proteção para mitigar efeitos das ondas (estrutura “aberta”); geralmente feitas por enrocamento ou blocos de concreto com geometria específica.
Quebra mar
 Tetrápodos; quadrípodos; dolos; tribares - estruturas de concreto, com geometria específica, artificialmente produzidos para substituir o enrocamento; têm menor peso por volume e são mais eficientes do que o enrocamento, para fins de amortecimento de ondas e correntes; é opção normalmente mais cara do que enrocamento (mas pode haver compensação se custo de transporte do enrocamento for muito alto);
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 Estruturas artificiais em concreto (tetrápodos, quadrípodos) para protecção.
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Molhe: Estructura de protecção para mitigar efeitos das ondas (“semi-aberta”); a única diferença para os quebra-mares é que os molhes são “enraizados” no continente.
Dique:  Obra de engenharia hidráulica com a finalidade de manter determinadas porções de terras secas. Sua estrutura pode ser de concreto, de terra ou de enrocamento e possibilita manter secas determinadas áreas, chamadas de pôlderes.
Construção destinada a represar águas correntes; reservatório com comportas;represa. Doca.
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Estruturas de Protecção
As obras acostáveis constituem o componente mais importante das obras portuárias. A localização mais interessante das obras será, naturalmente, numa baía, sem necessidade de obras de proteção.
Um estuário trata-se de um corpo d´água costeiro, semi-fechado, mas com livre conexão com o mar aberto. A salinidade dessa região é diluída pela água doce oriunda da drenagem hidrográfica e as dimensões são menores do que as de mares fechados.
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Principais tipos de estuários:
- Bacias sujeitas a marés
- Trechos fluviais sujeitos a marés
- Trechos costeiros sujeitos a vazões fluviais.
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O estudo dos comportamento e parâmetros hidráulicos dos complexos portuários localizados em regiões estuarinas exige o conhecimento dos regimes marítimos e fluviais.
A maioria dos portos encontra-se em regiões de estuários, pelas suas características adequadas à navegabilidade (formam portos “naturais” e têm interessantes mecanismos reguladores de cheias).
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Complexo estuário e detalhe esquemático de uma proteção estuarina (encravada no litoral).
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Quando a proteção natural não é possível, como ocorre em terminais em mar aberto, deve-se prever obras especiais de proteção, tais como: molhes de enrocamento ou diques refletores das ondas. 
As figuras apresentadas na sequência indicam possibilidades de arranjos gerais de obras, com molhes e quebra-mares de proteção.
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Proteção de área portuária por Molhes
Complexo portuário implantado numa linha de costa sensivelmente retilínea e protegida contra a ação das ondas por uma linha de molhes, formando um segmentos trapezoidal.
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Se apresenta uma solução típica para um terminal tipo “off-shore” (“afastado da costa”), constando de um berço de atracação, protegido por um quebra-mar e ligado à zona de retroporto por uma longa ponte de acesso.
Em resumo: os quebra-mares, os diques e os molhes são estruturas lançadas no mar para proteção ou manutenção da linha de costa. Sua concepção vem dos estudos da Engenharia Costeira.
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Proteção de terminal “off-shore” por Quebra-mar
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Molhes e Diques
Molhes que provocam a ruptura das ondas;
Diques refletores das ondas.
 Os molhes provocam a ruptura das ondas são construídos de enrocamentos taludados de pedras naturais ou elementos artificiais de concreto, tais como tetrápodes ou outros. 
 Os diques refletores de ondas são constituídos, em geral, por construções maciças de concreto simples ou armado (caixões), com fundações sobre enrocamentos.
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Diques de proteção: talude inclinado, para ruptura da onda (a) ou do tipo refletor (b)
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Na parte (a) da figura, temos a seção transversal de um molhe típico de enrocamento. Os taludes do enrocamento podem variar na ordem de 1V:1,5H a 1V:3H de acordo com o tipo de material empregado. 
Onde:
 V=vertical
 H=horizontal
Existe naturalmente o interesse de manter o talude o mais acentuado possível, dentro das características do material empregado, de modo a obter a máxima economia.
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A cota de topo do molhe deve ser fixada de modo a evitar a passagem das ondas sobre a crista, seja pela altura da onda ou pela sua ascensão ao longo do talude (“espraiamento da onda”). Estes parâmetros de projeto podem ser obtidos através dos elementos de Hidrodinâmica Marítima.
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Na parte (b) da figura, temos a seção típica de um dique refletor de ondas. 
Estes diques são, em geral, projectados de modo a criar um anteparo vertical, capaz de refletir as ondas progressivas neles incidentes, gerando ondas estacionárias ou “clapoti”, que é igual ao dobro da altura da onda progressiva incidente.
Ambos os tipos de molhes ou diques tem, em geral, uma pista ou via de trânsito em seu coroamento.
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Os molhes de proteção contra a ação das correntes também são constituídos, via de regra, por espigões de elementos rochosos naturais ou artificiais. A presente figura mostra esta estrutura em um rio (elementos perpendiculares à margens).
Espigões no rio Reno (Europa)
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Dimensionamento e projecto de obras portuárias
O projecto e dimensionamento das obras portuárias envolvem conhecimentos de natureza tipicamente multidisciplinar, a serem encontrados nas áreas da Hidrodinâmica e Hidráulica Marítima, Geotecnia, Estática e Dinâmica das Estruturas, Engenharia Naval, Navegação e Equipamentos, Operações e Planeamento Portuário.
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A Hidrodinâmica e a Hidráulica Marítima fornecem elementos para a determinação da acção do mar, através das ondas, correntes e marés, nas estruturas de acostagem e para o projecto de obras, com vista ao seu controlo. 
Além disso, ensinam a dimensionar as obras da bacia portuária, em função do problema de reflexão, refracção e difracção das ondas e vagas.
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A Geotecnia e a Mecânica dos Solos assumem um papel muito relevante no projecto das obras portuárias uma vez que, pela génese da formação dos estuários, os terrenos nestas regiões costumam ser de natureza argilosa e altamente compressíveis, exigindo, não raramente, trabalhos complementares de consolidação e estabilização.
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Assim, os conhecimentos de Geotecnia e Mecânica dos Solos interessam no estudo das fundações das obras portuárias, no estudo da estabilidade dos terraplenos e áreas de armazenagem, no estudo da estabilidade geral de estruturas, quer se trate de muros de gravidade, ponte-cais em estacas, duques d’alba, obras celulares (aduelas e caixotões), cais de cortinas, etc.
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Tratando-se de obras acostáveis, estas requerem frequentemente a solução de problemas complexos de natureza estática e dinâmica. Nessa análise, é importante conhecer o comportamento estrutural sob a acção das cargas dos equipamentos e das forças de impacto e amarração dos navios. Actualmente, esses problemas são resolvidos com o recurso a programas
de cálculo automático de estruturas.
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Dominar alguns conhecimentos básicos de Engenharia Naval, pelo menos de ordem qualitativa, são também desejáveis e úteis no projecto das obras portuárias. Interessa conhecer melhor as características estruturais mais importantes dos navios e embarcações, as suas dimensões e condições de flutuação e estabilidade.
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Certos princípios de navegação, em particular os problemas de manobra e aproximação dos navios às obras de atracação, devem também ser observados na fixação dos parâmetros de projecto e no dimensionamento da bacia de manobra.
Os equipamentos portuários preenchem também um papel marcante na definição, na concepção do tipo de solução estrutural e na determinação das solicitações a que estão sujeitas as obras acostáveis.
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Em resumo, as componentes de dimensionamento e projecto de uma obra acostável deverão percorrer as seguintes etapas essenciais:
a) Definição do tipo de obra, de acordo com a sua função e as condições topográficas, hidráulicas e geotécnicas do local escolhido;
b) Determinação dos parâmetros de projecto, esforços e acções de cálculo, em função do tipo de embarcações que dela se servirão, bem como dos equipamentos portuários;
c) Dimensionamento das obras estruturais e de defesa eventualmente necessárias, além de outras obras complementares.
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Assim, no final da fase de estudos e projecto, deveremos obter os “desenhos” relativos a:
Bacia de rotação necessária e fundos de serviço;
Estruturas de protecção portuária (quebramares);
Entrada do porto;
Profundidade do canal de entrada;
Largura do canal de entrada;
Alinhamento do canal de entrada;
Estructuras acostáveis.
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