AULA 05 OBRAS DE ABRIGO

Prévia do material em texto

*
*
*
OBRAS DE ABRIGO PORTUÁRIAS QUEBRA-MARES, GUIAS-CORRENTES E ESPIGÕES 
AULA 05
*
*
*
1. CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE AS OBRAS DE ABRIGO
1.1 FUNÇÃO
 A FUNÇÃO DAS OBRAS DE ABRIGO É A CRIAÇÃO DE ÁREA PROTEGIDA CONTRA ONDAS DE GRAVIDADE GERADAS PELO VENTO (QUEBRA-MARES, MOLHES OU MOLHES GUIAS-CORRENTES) OU CORRENTES (ESPIGÕES). 
*
*
*
1.2 FINALIDADES
 	AS FINALIDADES DE IMPLEMENTAÇÃO DE OBRAS DE ABRIGO PODEM SER:
CRIAÇÃO DE UMA BACIA PORTUÁRIA. OS QUEBRAS MARES (ISOLADOS DA COSTA) E MOLHES (ENRAIZADOS NA COSTA) ABRIGAM A BACIA PORTUÁRIA DA AGITAÇÃO ONDULATÓRIA, ENQUANTO OS ESPIGÕES SÃO OBRAS CORTA-CORRENTES. 
PROTEÇÃO DO CANAL DE ACESSO DE PORTOS SITUADOS EM EMBOCADURAS COSTEIRAS, QUANDO DENOMINAM-SE DE MOLHES GUIAS-CORRENTES, POIS DESENVOLVEM-SE A PARTIR DA COSTA ATE ATINGIR PROFUNDIDADAS COMPATÍVEIS COM AS EXIGÊNCIAS DE NAVEGAÇÃO. NESTES CASOS, PROVÊM: 
ABRIGO DO CANAL DE ACESSO.
*
*
*
MANUTENÇÃO DOS FUNDOS, POR MANTEREM CORRENTES DE MARÉ COM COMPETÊNCIA PARA MANTER AS PROFUNDIDADES, GARANTINDO MÍNIMAIS NECESSIDADES DE DRAGAGEM .
ESTABILIDADE DE ENBOCADURA POR INTERCEPTAREM O TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DA ZONA DE ARREBENTAÇÃO.
DEFESA DO LITORAL CONTRA EROSÃO PROVOCADA PELAS ONDAS (QUEBRA-MARES ISOLADOS E ESPIGÕES DE PRAIAS).
(A) Quebra-mar de talude
(B) Vista do enrocamento do cabeço do molhe do porto de Suape.
*
*
*
2. TIPOS CONVENCIONAIS DE OBRAS DE ABRIGO
 		OS TIPOS CONVENCIONAIS DE OBRAS DE ABRIGO SÃO OS MAIS USADOS NAS OBRAS DE MAIOR PORTE. É FEITA MENÇÃO Á OBRA DE QUEBRA-MARES, OU MOLHES POR SEREM AS MAIS COMPLEXAS, ENTRETANTO OS ESPIGÕES TAMBÉM SEGUEM ESTRUTURAS SEMELHANTE.
QUEBRA MAR DE TALUDE (FIG ANTERIOR)‏
CARACTERÍSTICAS GERAIS
FORMADO POR MACIÇO DE SEÇÃO TRANVERSAL TRAPEZOIDAL CONSTITUÍDA POR BLOCOS DE ENROCAMENTO OU CONCRETO.
É O MAIS TRADICIONAL E AINDA MUITO USADO.
É DE FACIL CONSTRUÇÃO E MANUTENÇÃO, SENDO EFICIENTE NO AMORTECIMENTO DA ENEGIA DAS ONDAS.
FUNCIONAMENTO HIDRÁULICO
DISSIPAÇÃO DA ENERGIA DAS ONDAS SE DÁ POR TURBULÊNCIA NA ARREBENTAÇÃO DAS ONDAS E POR ATRITO SOBRE O TALUDE.
A ARRECADAÇÃO OCORRE QUANDO A ONDA ATINGE PROFUNDIDADES DE 1 A 1,5 VEZES A ALTURA DA ONDA.
*
*
*
QUEBRA-MAR DE PAREDE VERTICAL (FIG. 2)‏
CARACTERÍTICAS GERAIS
FORMADO POR PAREDE VERTICAL, IMPERMEÁVEL, CONSTITUÍDA POR CAIXÕES DE CONCRETO ARMADO LASTREADOS DE AREIA, BLOCOS MACIÇOS DE CONCRETO OU ESTACAS PRANCHA.
A FUNDAÇÃO É CONSTITUÍDA POR UM MANTO DE REGULARIZAÇÃO DE ENROCAMENTO.
*
*
*
REDUZ AO MÍNIMO O VOLUME DA OBRA
TEM A DESVANTAGEM DE SOFRER RUÍNA ABRUPTA SE OS ESFORÇOS SOLICITANTES EXECEDEREM OS NÍVEIS DE PROJETO.
EXIGEM EQUIPAMENTOS DE CONSTRUÇÃO MAIS SOFISTICADOS.
AS MAIORES PROFUNDIDADES DE IMPLANTAÇÃO ESTÃO EM TORNO DE 15m. 
FUNCIONAMENTO HIDRÁULICO
PRODUZ A REFLEXÃO DA ONDA INICIDENTE CUJA ENERGIA É ENVIADA PARA O LARGO, PRODUZINDO UMA ONDA ESTACIONÁRIA (CLAPOTIS) Á FRENTE DA OBRA PELA SOBREPOSIÇÃO DAS ONDAS INCIDENTES E REFLETIDAS.
O CLAPOTIS ARREBENTA A PARTIR DA PROFUDIDADE DE 2 A 2,5 VEZES A LATURA DA ONDA INCIDENTE.
*
*
*
RECOMENDA-SE A ADOAÇÃO DESTE TIPO DE OBRA SOMENTE EM PROFUNDIDADES SUPERIORES ÁS CITADAS PARA EVITAR AS PRESSÕES DINÂNICAS DA ARREBENTAÇÃO SOBRE A PAREDE (PRODUZINDO A COMPRESSÃO DE BOLSAS DE AR QUE FORMAM JATOS D’ÁGUA DE GRANDE ALTURA - GIFLE) E A EROSÃO DO MANTO DE REGULARIZAÇÃO NO PÉ DA ESTRUTURA E O SEU DESCALÇAMENTO.
*
*
*
QUEBRA–MAR MISTO 
CARACTERÍTICAS GERAIS
É UM TIPO INTERMEDIÁRIO AOS ANTERIORES, COMPOSTO POR UM MACIÇO DE ENCOAMENTO SUBMERSO SOBRE O QUAL É ASSENTADA UMA PAREDE VERTICAL.
PERMITE ESTENDER O QUEBRA-MAR DO TIPO DE PAREDE VERTICAL A MAIORES PROFUNDIDADES OU EM TERRENO DE MENOR RESISTÊNCIA (ARGILAS MARINHAS MOLES, POR EXEMPLO).
VIA DE REGRA SÃO DE MANUTENÇÃO DISPENDIOSA
FUCIONAMENTO HIDRÁLICO
DEPENDENDO DA ALTURA DA ONDA E DA MARÉ, PODEM OCORRER OS FENÔMENOS DE REFLEXÃO, ARREBENTAÇÃO OU OS DOIS.
AS ONDAS SÃO REFLETIDAS PELA PAREDE VERTICAL NAS PREMARES MAS ARREBENTAM CONTRA A PAREDE OU NO TALUDE DE ENROCAMENTO NA BAIXA-MAR. 
*
*
*
QUEBRA-MAR DE ESTRUTURA MISTA (FIG ABAIXO) : CONSISTE NUM QUEBRA-MAR DE TALUDE COM UMA SUPERESTRUTURA DESTINADA A COMPLETAMENTAR A PROTEÇÃO CONTRA O GALGAMENTO DAS ONDAS.
*
*
*
3. TIPOS NÃO CONVENCIONAIS DE OBRAS DE ABRIGO
 	SÃO NORMALMENTE MENOS ULTILIZADOS, SENDO ENCONTRADOS EM OBRAS ESPECIAIS OU DE MENOR VOLUME.
QUEBRA-MAR COM DE NÚCLEO DE AREIA OU ARGILA 
PODEM SER UTILIZADOS QUANDO
A AÇÃO DAS ONDAS FOR MODERADA;
 HOUVER INSUFICIÊNCIA DE ENROCAMENTO;
O TERRENO DE FUNDAÇÃO FOR POUCO RESIDENTE E CORRESPONDER A UMA GRANDE ESPESURA, INVIABILIZANDO A SUA REMOÇÃO E SUBSTITUIÇÃO.
TEM TALUDES REDUZIDÍSSIMOS (1:6) E SÃO REVESTIDOS POR CAMADAS DE BERTUME OU CONCRETO.
*
*
*
QUEBRA-MAR DESCONTÍNUO: PODE SER ESTAQUEADO OU FLUTUANTE (FUNDEADO) (FIG.ABAIXO).
*
*
*
TEM FUCIONAMENTO SEMELHANTE AO QUEBRA MAR DE PAREDE VERTICAL, REFLETINDO AS ONDAS.
A TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA DAS ONDAS SOB A ESTRUTURA PROPORCIONA SOMENTE UM ABRIGO PARCIAL. NO CASO DO FLUTUANTE A OCILAÇÃO DA PEÇA QUE O CONSTITUE TRANSFORMA-O NUM GERADOR DE ONDAS SECUDÁRIAS.
O FLUTUANTE PODE SER USADO EM FAZENDAS DE PEIXES, ABRIGOS PROVISÓRIOS DE OBRAS, MARINAS E ETC.
QUEBRA–MAR DE PAREDE VERTICAL COM CAIXÕES DE PAREDE FRONTAL PERFURADA (FIG. ABAIXO). 
*
*
*
BASEIA-SE NA DISSIPAÇÃO DE ENERGIA DAS ONDAS POR JATOS DE ALTA VELOCIDADE GERADOS PELAS ONDAS INCIDENTES NAS PERFURAÇÕES DO PARAMENTRO.
A EFICIÊNCIA NA DISSIPAÇÃO DE ENERGIA DEPENDE DAS DIMENSÕES E ESPAÇAMENTO DOS ORIFÍCIOS, DA DISTÂNCIA DAS PAREDES E SEPARAÇÃO DAS CÉLULAS.
QUEBRA-MAR PNEUMÁTICO (FIG. ABAIXO)‏
*
*
*
PROPORCIONA PROTEÇÃO CONTRA ONDAS RELATIVAMENTE CURTAS.
CONSISTE NA EMISSÃO DE JATOS DE AR COMPRIMIDO (OU LÍQUIDO) A PARTIR DE UM DUTO ASSENTADO NO FUNDO DO MAR.
QUEBRA MAR DE BERMA.
O PROJETO DE QUEBRA-MARES DE ENROCAMENTO PODE SER DESENVOLVIDO DE MANEIRA CONVENCIONAL (VER FIG A SEGUIR), COM UMA ARMADURA OU CARAPAÇA CONSTITUÍDO DE NO MÍNIMO POR DUAS CAMADAS DE BLOCOS QUE NÃO SE DESLOQUEM POR AÇÃO DAS ONDAS (QUEBRA-MAR DE TALUDE), OU DE MANEIRA NÃO CONVENCIONAL, COM UM ENROCAMENTO FORMANDO POR UMA BERMA COM BLOCOS DE VARIADAS DIMENSÕES, CONSTITUINDO-SE NO QUEBRA- MAR DE BERMA (FIG.9) 
*
*
*
SEÇÃO TRANSVERSAL DE QUEBRA-MAR
DE TALUDE
*
*
*
O QUEBRA-MAR DE BERMA CONSISTE NUMA MASSA POROSA DE BLOCOS DE ENROCAMENTO, COM LARGURA SUFICIENTE PARA PERMITIR A DISSIPAÇÃO DA ENERGIA DAS ONDAS. A POROSIDADE MÉDIA DA BERMA É GRANDE POR UTILIZAR UMA FAIXA GRANULOMÉTRICA BEM ESTENDIDA, PERMITINDO QUE A ONDA INCIDENTE PERCOLE NA BERMA E PERCA SUA ENERGIA.
OS BLOCOS DE ENROCAMENTO DO MACIÇO DA BERMA PODEM SE MOVIMENTAR SOB A AÇÃO DAS ONDAS, PRODUZINDO A ACOMODAÇÃO DO PERFIL DO LADO DO MAR, CONDUZINDO A SEÇÃO TRANSVERSAL A UM PERFIL MAIS ESTÁVEL E CONSOLIDADO.
A Fig. 9 APRESENTA O ESQUEMA DE UMA SEÇÃO TRANSVERSAL TÍPICA DE QUEBRA-MAR DE BERMA, COM O PERFIL CONSTRUÍDO COM UMA LARGURA INICIAL DE BERMA, E O PEFIL ACOMODADO, LOGO APÓS A AÇÃO DAS ONDAS DE PROJETO, COM UMA LARGURA RESULTANTE MENOR.
*
*
*
FIG. 9 
(a)	Enrocamento do quebra-mar de berma do Terminal Portuário Inacío Barbosa da CVRD em Barra dos Coqueiros (SE);
(b) Seção transversal típica de quebra-mar de berma. 
 
*
*
*
O QUEBRA-MAR DE BERMA POSSUI ESTABILIDADE MAIOR DO QUE O QUEBRA-MAR DE TALUDE POIS A GRANDE MASSA POROSA DA BERMA DE ENROCAMENTO PERMITE A PROPAGAÇÃO DAS ONDAS DENTRO DA MESMA, DISSIPANDO MAIS ENERGIA DO QUE NO QUEBRA-MAR DE TALUDE, EM QUE O FLUXO É RESTRITO, DEVIDO À REDUZIDA PERMEABILIDADE DA ARMADURA. ALÉM DISSO, A AÇÃO DAS ONDAS TAMBÉM FAZ COM QUE A ESTABILIDADE DA SEÇÃO TRANSVERSAL DO QUEBRA-MAR DE BERMA AUMENTE, COM UM PERFIL ESTABILIZADO DESENVOLVIDO SOB A AÇÃO DAS ONDAS, MAIS CONSOLIDADO, E COM UM INTERTRAVAMENTO ENTRE OS BLOCOS MAXIMIZADO.
NOS QUEBRA-MARES DE BERMA PODEM SER UTILIZADOS BLOCOS MAIS LEVES E COM UMA MAXIMIZAÇÃO DEUTILIZAÇÃO DA PEDREIRA LOCAL, SENDO A PRODUÇÃO DA PEDREIRA SEPARADA EM MENOR NÚMERO DE CATEGORIAS.
*
*
*
4. ESCOLHA DO TIPO DE OBRA
		FUNDAMENTALMENTE A ESCOLHA DO TIPO DE OBRA DE ABRIGO DEPENDE DE:
DISPONIBILIDADE DE ENROCAMENTO;
PROFUNDIDADE;
ONDA DE PROJETO;
CONDIÇÃO DE FUNDAÇÃO. CAMADAS DE ARGILA MARINHA MOLE COSTUMAM ESTAR PRESENTES, POIS HÁ 18.000 ANOS O N.M.M. ESTEVE MAIS DE 100 m ABAIXO DO ATUAL, FAZENDO COM QUE AS PLANÍCIES ALUVINARES ESTIVESSEM MAIS AVANÇADAS NA PLATAFORMA CONTINENTAL. O QUEBRA-MAR DE SERGIPE, POR EXEMPLO, EM SUA CONCEPÇÃO ORIGINAL ROMPEU O SOLO EM ÁREA COM ARTESIANISMO.
*
*
*
			ALÉM DISSO, O DIMENSIONAMENTO DAS OBRAS DE ABRIGO DAS ONDAS, COMO OS MOLHES (VER FIG. 10) DIFERE DAS OBRAS DE ABRIGO DAS CORRENTES, COMO OS ESPIGÕES EM ÁREA DE FORTES CORRENTES (VER FIG. 11).
			DEVE-SE TAMBÉM CONSIDERAR A POSSIBILIDADE DE NOS TRECHOS MAIS SOLICITADOS DAS OBRAS OCORRER A SUBSTITUIÇÃO DOS BLOCOS NATURAIS POR BLOCOS DE CONCRETO DE FORMAS MAIS COMPLEXAS, DE MODO A TER-SE MENOR PESO UNITÁRIO, MAS MAIOR EFICIÊNCIA UNITÁRIA DE ABSORÇÃO DE ENERGIA PELO SEU EMBRICAMENTO. AS OBRAS MARÍTIMAS NECESSITAM DE MANUTENÇÃO, COMO QUALQUER OUTRA OBRA CIVIL, SOB PENA DE DETERIORAREM-SE E PERDEREM SUA FUNCIONALIDADE (VER FIG. 12a A 12e).
*
*
*
FIG. 10
Planta do arranjo geral dos molhes do Porto de Luís Correia (PI).
*
*
*
Fig. 11
Arranjo geral do Terminal Marítimo da Ponta da Madeira da CVRD em São Luís (MA).
*
*
*
Fig. 12.12
(a) Blocos de formas compexas. Vistas de quadrípodos, tetrápodos, dolos e tribares usados como unidades de armaduras;
(b) Tetrápodos utilizados no reforço de cabeço das guias-correntes em Torres (RS);
(c) e (d) Arranjo do stetrápodos do cabeço do molhe sul das guias-correntes do Porto de Itajaí (SC);
(e)	Deterioração do enrocamento de proteção da Praia Mansa de Caiobá (PR), após 25 anos de construção. 
*
*
*
			ENSAIOS EM MODELOS FÍSICOS CONSTITUEM-SE NA PRINCIPAL FERRAMENTA PARA A DETERMINAÇÃO DAS CARACTERISTICAS E DIMENSÕES DOS QUEBRA-MARES NOS PROJETOS BÁSICOS E EXECUTIVOS DESTAS ESTRUTURAS.
			O MÉTODO CONSTRUTIVO TAMBÉM DEVE SER CUIDADOSAMENTE AVALIADO NO PROJETO DE UMA OBRA DE ABRIGO. COMO EXEMPLO APRESENTA-SE NA FIG. AO LADO, UM PROCESSO CONSTRUTIVO PARA UM MACIÇO EM TALUDE. 
*
*
*
		NA FIG. AO LADO APRESENTAM-SE ASPECTOS DAS OBRAS NOS MACIÇOS DE ENROCAMENTO DOS ESPIGÕES DE ABRIGO DO COMPLEXO PORTUÁRIO DE PONTA DA MADEIRA DA CVRD (1980-1987) EM SÃO LUÍS (MA).