Portos e Aeroportos

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Portos e Aeroportos – Departamento de Engenharia de Transportes e Geotecnia – UFMG 2
3. Transporte Dutoviário
3.1. Conceituação e características
Entende-se por transporte dutoviário aquele efetuado no interior de uma linha de tubos ou dutos realizado por pressão sobre o produto a ser transportado ou por arraste deste produto por meio de um elemento transportador. Assim, toda dutovia deve ser constituída de três elementos essenciais: os terminais, com os equipamentos de propulsão do produto; os tubos e as juntas de união destes.
Neste modal, à diferença dos demais, o veículo que efetua o transporte é fixo enquanto que o produto a ser transportado é o que se desloca, não necessitando assim, na maior parte dos casos, de embalagens para o transporte.
Segundo Owen em Santana (1974):
“a plausibilidade de dutovias, para os países em desenvolvimento, encontra-se na sua capacidade de atravessar até os terrenos mais difíceis, ser praticamente inafetada pelo tempo e fornecer transporte de petróleo e seus derivados a baixos custos unitários. Onde os volumes são suficientemente grandes, a dutovia é mais econômica, para estes fins, do que outras formas de transporte. Os custos de terra são mantidos ao mínimo enterrando-se o cano a uns 90 centímetros ou mais profundamente para se evitar interferência com outras utilizações da terra.”
Trata-se de modalidade de emprego bastante antigo na área dos equipamentos urbanos, em especial na adução e distribuição de água à população e na captação e deposição de esgotos domiciliares, funções que o caracterizam até hoje como a modalidade de maior uso em tonelagem e volume, embora por suas características nestes campos tenha saído da órbita dos transportes para a do saneamento urbano.
Como modalidade típica de transporte ganhou importância quando da exploração comercial do petróleo e da distribuição de seus derivados líquidos e gasosos, em especial nos Estados Unidos da América. Nas 2 últimas décadas ganhou o reforço de seu emprego no transporte de granéis sólidos, como o minério de ferro e o carvão mineral em mistura com a água, de modo a formar uma pasta fluida, nos chamados minerodutos e carbodutos.
Seu uso eficiente exige operação continuada e em conseqüência volumes significativos, tendo como lado positivo a pequena interferência com a ocupação do solo e a expressiva segurança dos produtos em relação a ações externas ao sistema e à poluição ambiental.
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3 Via: é constituída por tubos, geralmente metálicos, que seguem a diretriz traçada pelo projeto, seqüência esta interrompida de tempos em tempos pelas estações de bombeamento, onde for necessário à continuidade do fluxo, e pelas tancagens de armazenagem, onde determinar o consumo. A capacidade necessária leva ao dimensionamento do diâmetro dos tubos e da potência das bombas, de forma a permitir os fluxos de projeto, com certa margem de segurança.
3 Veículo: o produto bombeado é seu próprio veículo, cada partícula impulsionando as que a antecedem, formando uma corrente contínua, direcionada pela tubulação que é a via.
3 Terminais: as tancagens em pontos estratégicos da tubulação, segundo normalmente as condições de mercado, marcam os terminais onde os produtos ou são transferidos a veículos de outras modalidades ou são bombeados para as tubulações menores de distribuição aos diversos usuários, ou mesmo para abastecerem as linhas de produção de produtos derivados, nas indústrias consumidoras.
3 Controles: como se trata de uma modalidade com apenas um grau de liberdade em sua movimentação, os controles se restringem ao da velocidade imprimida pelas bombas, evitando tanto as baixas que permitiriam a sedimentação, como as altas que, conforme o produto, levariam à erosão dos tubos, assim como o encaminhamento às derivações de tubulação para alcançar instalações de tancagem ou sistemas de distribuição.
3.1.2. Dutovias - Características Técnicas
Segundo Santana (1974), as suas características técnicas, operacionais e econômicas, pouca interferência com os demais modais e reduzida necessidade de manuseio de carga, convertem o sistema de dutos em meio seguro e econômico para o transporte de certos produtos, como petróleo e seus derivados, gás, água e minério interligando regiões produtoras a centros consumidores. Entre as características técnicas, operacionais e econômicas do transporte por condutos, podem ser mencionadas:
3 Facilidade de implantação: o caminhamento de uma tubulação é condicionado apenas às possibilidades do emprego dos equipamentos especializados no seu lançamento, e às facilidades de futuro acesso para sua inspeção e manutenção. Ao contrário das rodovias e ferrovias onde as rampas máximas dificultam bastante a escolha da diretriz, as tubulações podem ser lançadas em rampas de até 90º, como no caso de gasodutos, tornando o trajeto entre os pontos extremos o mais direto possível.
3 Alta confiabilidade: sua operação não conhece o entrave de alternâncias diurnas e noturnas, nem contingências climáticas e atmosféricas, adaptando-se, assim, ao trabalho contínuo e também sua tubulação, que em geral é enterrada a uma profundidade mínima de 80 cm, torna o transporte por dutos praticamente sem riscos.
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3 Baixo consumo de energia: o transporte por dutos necessita de um mínimo de energia em relação à massa transportada a ser empregada exclusivamente na transferência do produto. Esta vantagem é ainda melhorada com a supressão da necessidade do retorno de embalagens vazias ao ponto de carregamento e pela economia de derivados de petróleo, uma vez que o acionamento das bombas, em geral, é feito através de motores elétricos. Ressalta-se aqui a utilização, em alguns casos, de energia elétrica gerada por termelétricas, que por sua vez utilizam combustíveis fósseis no seu funcionamento, e portanto poluentes. No entanto não há relatos de criação de usinas termelétricas exclusivas para abastecer dutovias, e sim a utilização de usinas já existentes.
3 Alta especialização: o uso da automação com necessidade de uma mão de obra especializada, porém reduzida, para sua operação e o emprego de modernas tecnologias como o SIG (Sistema de Informações Geográficas), que permite a visualização do traçado da dutovia ou de pontos da mesma, ou com o GPS que fornece informações de posicionamento em tempo real e transmitidas via satélite.
3 Baixos custos operacionais: devido ao baixo consumo de energia e pela reduzida mão de obra utilizada na operação.
Apesar das vantagens mencionadas, este modal apresenta como desvantagem operacional sua reduzida flexibilidade, já que os pontos de origem e destino são fixos e os meios físicos, em sua quase totalidade, não podem ser transferidos para outras frentes de transporte, como acontece em outras modalidades. As características vantajosas já citadas têm feito com que a procura pelo modal de transporte dutoviário aumente no mundo inteiro.
3.1.3. Tipos de Dutos segundo as cargas a serem transportadas
Nem todo tipo de produto pode ser transportado por este modal. Os produtos que são transportáveis por dutos são:
3 O Petróleo e seus Derivados: Este tipo de carga é transportado por oleodutos. Seu uso em escala industrial iniciou-se com o transporte de petróleo no século XIV.
3 Não Derivados de Petróleo: Algumas cargas não derivadas do petróleo, como álcool, CO2 (dióxido de carbono) e CO3 (trióxido de carbono), podem ser transportadas por oleodutos.
3 Gás Natural: O gás natural é transportado pelos gasodutos, semelhantes aos oleodutos, porém com suas particularidades, principalmente no sistema de propulsão da carga.
3 Minério, Cimento e Cereais: O transporte destes materiais é feito por minerodutos que são tubulações que possuem bombas especiais, capazes impulsionar cargas sólidas ou em pó. O transporte é efetuado por meio de um fluido portador, como a água para o transporte do minério a médias e longas distâncias ouo ar para o transporte de cimento e cereais a curtas distâncias.
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3 Águas Servidas (esgoto): As águas servidas ou esgotos produzidos pelo homem devem ser conduzidos, por canalizações próprias até um destino final adequado. Estas canalizações apropriadas são os emissários e troncos coletores que são unidades operacionais projetadas para receber e dispor os esgotos da cidade, beneficiando toda a sua população. Os esgotos oriundos de cada residência ou instalação industrial ou comercial fluem através de um sistema de coletores e interceptores até as instalações de terra do Emissário, onde recebem um pré-tratamento antes de serem lançados ao mar.
FONTE: Prefeitura Municipal de Maceió - 2002
Figura 3.1 – Emissário de Maceió
3 Água Potável: Após a água ser coletada em mananciais ou fontes, a mesma é conduzida por meio de tubulações até estações onde é tratada e depois distribuída para a população, também por meio de tubulações. As tubulações envolvidas na coleta e distribuição são denominadas adutoras.
3 Correspondências, Carvão e Resíduos Sólidos: Para o transporte deste tipo de carga utilizase o duto encapsulado que faz uso de uma cápsula para transportar a carga por meio da tubulação impulsionada por um fluido portador, água ou ar.
Existem três tipos de dutos encapsulados atualmente em uso:
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3 Pneumatic Capsule Pipeline (PCP), que usa como veículo, cápsulas sobre rodas para transportar a carga num duto cheio com ar. No Brasil esta tecnologia é empregada em alguns hospitais e repartições públicas para o envio de correspondências para outros andares do prédio já que ela é apontada como solução eficaz para os problemas de perda ou extravio de correspondências remetidas a outras repartições por meio de entregadores.
Figura 3.2 – Duto encapsulado Pneumático – PCP
FONTE: Capsule Pipeline Research Center – USA -2001
3 Hydraulic Capsule Pipeline (HCP), esta tecnologia usa cápsulas sem rodas para transportar cargas em um duto cheio com água. É mais econômica que a anterior pois usa menos energia. É utilizada para transportar materiais como grãos e outros produtos agrícolas e resíduos sólidos municipais (lixo), sendo que este último não necessita das cápsulas, pois é compactado de forma a assumir o formato semelhante ao dessas, conforme Figura 3.3.
Figura 3.3 – Cápsula de Resíduos Compactada FONTE: Capsule Pipeline Research Center – USA -2001
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3 Coal Log Pipeline (CLP) é um tipo especial de HCP em que o próprio material a ser transportado é compactado em forma de cilindro constituindo a cápsula. O uso é limitado a carvão e a alguns minerais e resíduos sólidos de materiais, que, como o carvão podem ser compactados e formar cilindros resistentes à água.
FONTE: Capsule Pipeline Research Center - 2001 Figura 3.4 – Cilindros de carvão compactados e preparados para o transporte
3.1.4. Tipos de dutos segundo sua construção
Segundo o tipo de construção os dutos podem ser classificados em terrestres (subterrâneos, aparentes e aéreos) e submarinos.
Os dutos subterrâneos são aqueles enterrados para serem mais protegidos contra intempéries, contra acidentes provocados por outros veículos e máquinas agrícolas, e também, contra a curiosidade e vandalismo por parte de moradores vizinhos à linha dutoviária. Estes dutos enterrados estão mais seguro em caso de rupturas ou vazamentos do material transportado, pois a porção de terra que envolve e cobre a tubulação funciona como um invólucro, que amortecerá o impacto da pressão criada pelo acidente.
FONTE: ProDutos - 2002 Figura 3.5 – Duto Subterrâneo
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Os dutos aparentes são aqueles visíveis, o que normalmente acontece nas chegadas e saídas das estações de bombeio, nas estações de carregamento e descarregamento e nas estações de lançamento/recebimento de “PIGs”, que são aparelhos utilizados na limpeza e detecção de imperfeições ou amassamentos na tubulação.
Quando a tubulação atravessa maciços rochosos ou terrenos muito acidentados, a abertura de valas para a colocação da mesma é difícil e onerosa. Neste caso a linha é fixada em pequenas estruturas constituídas de uma sapata e uma coluna de concreto, denominadas “berços”, que servirão de sustentação e amarração para a tubulação.
Fonte: Samarco - 2001 Figura 3.6 – Duto Aparente
Figura 3.7 – Estrutura de Fixação do Duto Aparente
Os dutos aéreos são aqueles necessários para vencer grandes vales, cursos d’água, pântanos ou terrenos muito acidentados. Tornam-se viáveis com a construção de torres metálicas nas extremidades do obstáculo e quando necessárias, torres intermediárias que servirão de suporte para a tubulação que ficará presa a elas por meio de cabos.
Esta técnica já é utilizada em pontes estaiadas onde a estrutura que recebe o leito da rodovia fica presa aos pilares por cabos de aço. Também são necessárias próximas a pontes ou viadutos que devem ser transpostos atrelando-se a tubulação à lateral da ponte ou viaduto por meio de fixadores especiais denominados ganchos ou cabides.
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Figura 3.8 – Travessia de um rio FONTE: Petrobrás - 2001
Figura 3.9 – Travessia de um Vale FONTE: Petrobrás - 2002
Os dutos submarinos são assim denominados devido à que a maior parte da tubulação está submersa no fundo do mar. Este método é geralmente utilizado para o transporte da produção de petróleo de plataformas marítimas (off-shore) para refinarias ou tanques de armazenagem situados em terra (on-shore). Também são utilizadas para atravessar baías ou canais de acesso a portos. Os emissários são considerados dutos submarinos.
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Figura 3.10 – Duto Submarino FONTE: COPPE/UFRJ - 2003
3.1.5. Capacidade do Transporte Dutoviário
Embora seja o modo de transporte que opere as maiores quantidades de cargas, geralmente passa desapercebido por estar em muitos casos vinculados ao Saneamento, com a distribuição de água e a coleta de esgotos.
No presente contexto, é tratado como um transportador contínuo de líquidos e suspensões minerais e agrícolas em líquidos e gases, normalmente para usos industriais ou alimentícios.
Esta função atinge valores expressivos nos países mais adiantados e nos produtores de petróleo, ganhando mais importância pela tecnologia que permitiu seu uso no transporte de minérios e carvão de pedra.
Para fluxos contínuos oferecem um transporte eficiente, econômico, seguro e freqüentemente de baixa interferência com a ocupação do solo, ainda que seja o menos flexível de todos os modos, tanto por ser unidirecional como pela dificuldade de entrada ou saída dos fluxos fora dos terminais e estações de bombeamento.
O fato de exigir para sua eficácia volumes ponderáveis de carga faz com que se limite muitas vezes a grandes usuários de poucos produtos.