Portos e Vias Navegáveis: Dragagem

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Portos e Vias Navegáveis
Dragagem e Derrocagem
Prof. Ms Maria Silvia
Dragagem
Definição: É o processo de relocação de sedimentos e solos para fins
de construção e manutenção de via aquática, infraestrutura de
transporte, aterro e recuperação de solos ou de mineração.
Histórico:
• Durante séculos os resíduos de dragarem foram dispostos de forma totalmente
aleatória;
• Em locais que prejudicavam seriamente o meio ambiente;
• Em 1972, com a Conferência em Estocolmo , foram originadas as
regulamentações
internacionais de depósitos de materiais dragados em áreas marítimas (GOES,
2004)
• Estudos e pesquisas passaram a ser exigidos para definição dos processos
químicos,
físicos e biológicos dos matérias dragados;
• Técnicas novas de disposição e tratamento foram criadas, permitindo
desenvolvimento no processo com o aproveitamento do material dragado, que
deixou de ser considerado simples resíduo
Dragagem: Concepção de Projeto
• Identificação e quantificação do material a ser dragado;
• Definição do local de deposição (afeta o custo da execução do
empreendimento);
• Identificação das características físico, químicas do sedimento
(o que influência o local de deposição);
• Identificação de fatores sociais, ambientais e institucionais
envolvidos;
• Identificação de alternativas de deposição do material dragado;
• Elaboração de plano de dragagem;
• Escolha do tipo de equipamento utilizado.
Dragagem: Classificação
São classificados em 4 tipos:
Dragagem Tipo I- Dragagem de aprofundamento ou de implantação
de bacias portuárias canais de acesso, ou lagos.
Dragagem Tipo II- Dragagem de manutenção: consiste na remoção de
material assoreado depositado em leito de canais por meio de processo
natural.
Dragagem Tipo III- Dragagem de remediação ou ambiental- objetivo
principal limpeza das áreas que já receberam sedimentos dragados
contaminados.
Dragagem Tipo IV- Dragagem de mineração- destinada a extração de
minerais para a construção civil ou extração de ouro ou diamantes de
aluvião
Escolha de Equipamentos para Dragagem
É bastante complexa e deve-se examinar vários elementos:
• Características físicas do material a ser dragado
• Volume do material a ser dragado;
• Profundidade de dragagem;
• Distância da área de disposição do material;
• Condições ambientais da área a ser dragada;
• Nível de contaminação do material a ser dragado;
• Métodos de disposição do material a ser dragado;
• Produção estimada dos equipamentos empregados;
• Tipos de dragas disponíveis.
Desenho Esquemático de Dragagem
Dragagem
Os métodos tradicionais são aplicados para materiais poucos
resistentes, como os sedimentares, mas, eventualmente, pode-se
dragar rochas friáveis (decompostas) e/ou rochas sãs, depois do
desmonte por derrocamento.
Utiliza equipamento flutuante ou nas margens com “drag-line”,
“dipperline” ou torre.
profundidade a ser dragada : para a navegação a profundidade
é fixada para a estiagem
É dificil manter um aumento de profundidade permanente mais do
que 1,5 m em rios médios e grandes, visto que parte do material
retorna pelo transporte do material sólido normal do rio;
Dragagem
Concepção da Dragagem:
É dificil manter um aumento de profundidade permanente mais do
que 1,5 m em rios médios e grandes, visto que parte do material
retorna pelo transporte do material sólido normal do rio;
Dragas Mecânicas: Caracterização
Dragas flutuantes:
Maior produtividade pelo fato de seu peso ao
flutuar permitir maior versatilidade de operação.
Equipamentos flutuantes estacionários dispõe-se
de embarcações auxiliares de reboque e os
dragados são transportados para a área de
despejo normalmente a partir do depósito numa
barcaça (batelão), a qual transporta o material para
o destino final.
Dragas estacionárias:
Operadas com pontaletes (charutos, ou spuds), ou âncoras em locais
mais fundos, movimentados com sistema de elevação e guinchos
para posicionamento e deslocamento (normalmente sistemas à ré e
sistemas à vante). Também podem ser utilizadas as modalidades de
dragas autotransportadoras, dependendo das
condições no local da dragagem.
Dragas Mecânicas: Caracterização
• são caracterizadas pelo uso de alguma espécie de caçamba para
escavar e elevar o material do fundo.
• classificados em função do modo em que as caçambas estão
montadas na draga:
- conectadas por cabos,
- estruturalmente conectadas;
- e com esteira
Tipo de trabalho:
- descontínuo;
- alcatruzes
Equipamentos terrestres: transporte em caminhões.
Dragas Mecânicas
a) Pá de Arrasto (dragline): (vídeo 1)
Equipamento mecânico terrestre de guincho que se desloca sobre
esteiras que movimentam o conjunto de plataforma giratória, aonde
está montada a cabine de operação, a treliça (lança) do guincho, o
motor e três tambores com dois cabos ligados à caçamba
(lançamento, içamento arrastamento) e um para movimentação da
lança (ângulo vertical).
O ciclo completo de operação consiste no lançamento, arrasto,
içamento, giro e descarga da caçamba operada pelos cabos.
Aplicação: terrenos moles.
Produtividade: baixa e indicado para serviços de abertura de calhas
em várzeas ou mangues, ou manutenções localizadas (por exemplo
em confluências).
Dragas Mecânicas
b) Draga mecânica de colher (escavadeira shovel) :
Maior produtividade pelo fato de seu peso ao flutuar permitir maior
versatilidade de operação.
Os equipamentos flutuantes estacionários dispõe-se de embarcações
auxiliares de reboque e os dragados são transportados para a área de
despejo normalmente a partir do depósito numa barcaça (batelão), a
qual transporta o material para o destino final.
(vídeo 2)
Draga mecânica de colher. (SALLES, 1993)
Dragas Mecânicas
c) Draga de caçamba de mandíbulas (clamshell ou orange peel):
Draga de caçamba de mandíbulas trata-se de equipamento
operado por três cabos, que movimentam verticalmente a lança,
movimentam verticalmente a caçamba e abrem ou fecham as
mandíbulas.
Operação: solos moles. Seu ciclo de operação compreende giro,
lançamento, fechamento de mandíbulas, içamento, giro de retorno e
abertura da caçamba para descarga, tendo portanto menor rendimento
do que a pá de arrasto.
Draga de caçamba. (SALLES, 1993)
filme3
Dragas Mecânicas: Draga de caçamba de mandíbulas
Vantagens:
Equipamentos escavadores de baixo custo,
exigindo recursos humanos de modesta
capacitação, permitindo operação com
condições de agitação (caçambas operadas por cabos)
e em maiores profundidades, bastando estender
o comprimento de cabo no tambor.
Desvantagens: são a baixa capacidade,
sendo indicada para serviços localizados,
não sendo eficiente na dragagem de
material muito fluido.
Dragas Mecânicas
d) Draga de pá escavadora (dipper)
Draga de pá escavadora (dipper) consiste fundamentalmente de draga
mecânica de colher montada em barcaça.
Normalmente a caçamba está localizada no extremo do braço, o qual
conecta-se aproximadamente no meio do braço a um pivô e por um
cabo à roldana no extremo do braço.
Os equipamentos mais modernos são dotados de atuadores hidráulicos
e frequentemente podendo ser dotado de retroescavador
Vista lateral, corte, planta e foto (retroescavadeira) de draga de pá escavadora (“dipper”).
(SALLES, 1993)
Filme 4
Dragas Mecânicas: Draga de pá escavadora (dipper)
Vista lateral, corte, planta e foto (retroescavadeira) de draga de pá escavadora (“dipper”).
(SALLES, 1993)
Vantagens: Equipamentos escavadores de custo
médio, com baixa a moderada capacidade em áreas de
operação mais amplas, e bom desempenho na escavação
argila rija, areia grossa, pedregulhos e materiais duros
maiores e desagregados.
Desvantagens: Não operar com condições de agitação
(principalmente a ondulação), na limitação de operação em
maiores profundidades, não sendo eficiente na dragagem de
materialmuito fluido.
filme
Dragas Mecânicas
Vantagens: Operam continuamente, alta força de corte, mínima diluição,
aplicação em grandes projetos de implantação de canais e boa capacidade de
escavação (inclusive das partículas maiores) com maior rendimento para dragas de
grande capacidade dragando material homogêneo, sendo então indicadas para
trechos fluviais de rios de grande porte, flúvio-marítimos e estuarinos
Desvantagens: Alto custo de mobilização e manutenção, na sua grande
sensibilidade à ação de ondulação e na necessidade do uso de batelões para o
transporte, pois a operação destes é restrita para aterro em áreas rasas marginais.
e) Draga de alcatruzes
A draga de alcatruzes utiliza uma cadeia sem fim móvel de caçambas (rosário), montada
numa lança, que escava o fundo próximo ao tombo inferior, roldana guia da lança movida
pelo rosário, e eleva o material para o tombo superior, de onde parte a geração do
movimento do rosário, aonde cada caçamba descarrega sua carga e retorna para outra.
Abaixo do tombo superior situa-se a caixa de lama que recebe a descarga das caçambas,
estando dotada de dispositivo distribuidor que descarrega os dragados para um bordo ou
outro, conforme o posicionamento dos batelões que transportam o material para o
despejo.
Filme 5
Dragas Mecânicas
Draga de alcatruzes
Representação esquemática de uma draga de alcatruzes. (SALLES, 1993)
filme
Dragagem Fluvial
• Executadas em pequenas profundidades, quando comparado a dragagens marítimas
São realizadas através de dois métodos:
a- Subaquático: quando o material a ser
retirado se encontra abaixo da linha d’agua
b – A seco: quando executado por meio da construção
de uma praça de trabalho
Ensecada, na qual é retirado sedimento através de
caçambas
Dragas Hidráulicas
a) Draga estacionária de sucção e recalque video 6
A draga estacionária de sucção e recalque é a forma mais simples de draga hidráulica
Quando a draga não dispõe de desagragador o uso deste tipo de draga está limitado a
escavar materiais móveis e fluidos em áreas localizadas, podendo dispor de sistema de
jatos d’água de alta velocidade para facilitar a retirada de material.
Dragagem de um talude com draga de sucção e recalque. (SALLES, 1993)
VANTAGENS
• Indicadas para grandes regiões abertas ( estuários, mar, oceano ou
grandes áreas fluviais)
• Obstáculos naturais, largamentos acentuados, corredeiras, etc
• Velocidade elevada ou direção inconveniente da corrente;
Filme 01
Equipamentos de Dragagem – Dragas Hidráulicas
Equipamentos de Dragagem – Dragas Hidráulicas
b) Hopper Dredges: (video 7)
São, geralmente, autopropelidos com comprimentos entre 55 e
200m,
destinados a grandes movimentos de sedimentos como dos náuticos,
podendo ser classificados segundo a sua capacidade de reservação:
grande (>4.600m3); média (entre 1.500 e 4.600m3) e
pequena (entre 1.500 e 390m3).
velocidade de percurso da embarcação está entre 1 e 1,5m/s
considerando-se a profundidade de dragagem entre 3 e 25m.
As bocas de dragagem podem ser complementadas com
acessórios para desagregar o material do fundo, sejam mecânicos
como escarificadores, ou jato d’água de alta pressão.
Cada bomba descarrega no sistema de distribuição dos
dragados, que equaliza o carregamento na(s) cisterna(s).
A draga de sucção e arrasto dispõe de sistema
compensador de ondas acoplado à tubulação de
sucção para amortecer o efeito do estado do mar sobre
a boca de dragagem.
Os dragados são bombeados para a cisterna na qual os
sólidos tendem a decantar para o fundo. Uma vez
cheia a cisterna inicia-se o extravasamento para o mar,
constituído de água contendo alguns sólidos em
função do tempo de decantação disponível.
Assim que a carga economicamente proporcionada de
sólidos estiver completada, as tubulações de sucção
são elevadas e o navio segue para a área de despejo,
frequentemente em grandes profundidades, aonde as
portas de fundo são abertas e os dragados são
descarregados.
A draga então retorna para a área de dragagem para
outro carregamento
Dragas Hidráulicas: Hopper Dredges
Bocas de dragagens. (SALLES, 1993)filme
Escolha de Equipamentos de Dragagem
Fonte: Filho Goes, 2004
Serviços de Dragagem Equipamentos Indicados
Limpeza de área – retirada de entulhos Caçambas de mandíbulas
Saneamento – abertura de calhas fluviais em
mangue
Pá de arrasto ( dragline)
Manutenção Portuária – materiais moles Draga autotrasportadora de arrasto
Alcaturzes
Aterro Hidráulico Draga de sucção e recalque
Draga autotransportadora de arrasto
Dragagem de materiais duros Draga de sucção e recalque
Escavadeira frontal
Retroescavadeira
Corte de dragagem de rochas brandas Draga de sucção e recalque
Mineração Draga de sucção e recalque
Caçamba de mandíbulas
Dragas de Alcatruzes
Remoção de Rochas Fragmentadas Draga de sucção e recalque
Caçamba de Mandíbulas
Draga de Alcatruzes
Remoção de Rochas Fragmentadas Draga de sucção e recalque
Caçamba de Mandíbulas
Draga autotransportadora de arrasto
Retroescavadeira
Dragagem Ambiental Dragas Pneumáticas
Derrocamento
Definição:
• Consiste no desmonte de rochas duras, para o que são
utilizados 02 métodos:
a) a quente: desmonte de rocha utilizando explosivos
b) a frio: desmonte de rocha com equipamento de
percussão
• Para o desmonte de rocha deve ser seguido a NBR 9553 e no caso
do Estado de São Paulo devem ser seguidas também as
recomendações da CETESB D7.013
Legislação:
Desenho Esquemático de Derrocamento
Derrocamento
Derrocador de queda livre
• utiliza-se da percussão de uma haste de derrocagem de grande peso
constituída de um pontalete de forma tronco-cônica de aço de liga
especial ultra duro, cuja energia de impacto é função da altura de
queda da haste (normalmente de 2 a 5 m)
Derrocador de 22 toneladas. (SALLES, 1993)
Operação: entre 5 e 20 m3/h,
Derrocamento
Perfuratriz Utiliza-se de tubulões aonde é expulsa
a água por instalação pneumática de
ar comprimido, permitindo operações
a seco com perfuratrizes, marteletes,
por ação manual, somente em serviços
de menor porte, ou mecânica. Os
compressores de ar para os grandes
martelos pneumáticos são instalados
em embarcações e permitem
perfurações até mais de 20 m de
profundidade, com forças de choque
de 3 a 10 toneladas em camadas de
até cerca de 1,5 m de espessura. Para
camadas acima de 1,5 m de espessura é
conveniente proceder à remoção do
material desagregado, por jato d’água
ou ar injetados por orifícios existentes
na própria broca, antes de continuar a
perfuração, evitando-se deste modo a
redução da produtividade e o risco de
ruptura da haste da broca.Esquema de trabalho na fase do ar comprimido.
(SALLES, 1993)
Derrocamento
Desmonte com explosivos Utiliza-se da introdução de
cargas a serem detonadas em
perfurações previamente
executadas, sendo atualmente
mais usual o emprego de
marteletes a ar comprimido.
Nas perfurações efetuadas a
partir da superfície utilizam-se
embarcações estacionárias com
várias torres, muitas vezes
móveis sobre trilhos, dotadas de
hastes perfuratrizes longas que
se movem no interior de tubos-
guia solidários ao flutuante, o
qual garante o seu
posicionamento com quatro
charutos apoiados sobre o
fundo e operados por guinchos.Barco perfurador. (SALLES, 1993)