aula 7 - dimensionamento de canais

Prévia do material em texto

AULA 7: 
Dimensionamento de canais de 
navegação 
Patrícia Dalsoglio Garcia 
ESCOLA DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE 
Disciplina: Portos, Rios e Canais I 
INTRODUÇÃO 
Barcaça Tietê 
1.100 t 
Comboio Tietê 
4 barcaças = 4.400 t 
Caminhão Semi-Reboque 
27 t 
Vagão Hopper 
55 t 
Comboio Hopper 
50 vagões = 2.750 t 
INTRODUÇÃO 
1 Barcaça Tietê 
1.100 t 20 Vagões Hopper 41 Caminhões 
1 Comboio 
4.400 t 80 Vagões Hopper 163 Caminhões 
INTRODUÇÃO 
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DAS EMBARCAÇÕES 
• embarcações fluviais  comboios de empurra, compostos 
por rebocador empurrando chatas, com as maiores 
dimensões compatíveis com a via, e automotores 
• buscado também a padronização das dimensões, visando a 
otimização das obras hidroviárias, a navegação ininterrupta 
com balizamento adequado e a unificação da carga geral 
com containers. 
• As dimensões das embarcações fluviais estão ligadas às 
características da hidrovia (dimensões, correnteza e 
obras), características da embarcação (tipo de carga, 
capacidade de carga, local de operação, manobrabilidade e 
velocidade) e forma hidrodinâmica. 
 Comprimento (L): corresponde à distância entre as verticais 
que passam pelos extremos de popa e proa 
 Boca (B): corresponde à distância entre as verticais 
tangentes aos extremos de bombordo e boreste da seção 
mestra (maior transversal) 
 Calado (T): corresponde à distância entre a quilha e a linha 
d’água da seção mestra 
 Pontal (P): corresponde à altura entre a quilha e o convés 
principal 
 Deslocamento total: corresponde ao peso do volume de 
água deslocado pela embarcação 
 Porte bruto ou capacidade de carga: corresponde à 
diferença entre o deslocamento total e o peso do casco, 
motor e equipamentos. Costuma ser citado em tpb 
(tonelagem de porte bruto) 
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DAS EMBARCAÇÕES 
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DAS EMBARCAÇÕES 
A
A
A
A Superestrutura
Pontal
Borda livre
Calado
Boca
Comprimento entre perpendiculares
Comprimento total
CORTE A-A
Linha d'água
PROA
POPA
BOMBORDO
ESTIBORDO/BORESTE
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Automotores 
 Empregados em hidrovias pioneiras (carga movimentada 
não atinja valores que compensem a adoção de grandes 
comboios de empurra) 
 Hidrovias consolidadas para cargas de rápida 
movimentação (granéis líquidos - maiores velocidades 
médias de percurso) 
 automotoras assemelham-se à marítimas pela total 
independência de tráfego, por disporem de propulsão 
própria 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Automotores 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Automotores 
Embarcação automotora operando no 
Rio Taquari (RS) na Hidrovia Taquari-
Jacuí-Lagoa dos Patos. (BRASIL, 
MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES) 
Embarcação automotora operando no 
Rio Jacuí (RS) na Hidrovia Taquari-
Jacuí-Lagoa dos Patos. (BRASIL, 
MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES) 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Automotores 
Embarcação automotora operando no Rio Jacuí (RS) na Hidrovia Taquari-Jacuí-Lagoa 
dos Patos. (BRASIL, MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES) 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Comboios de Empurra 
 Sistemas compostos por empurradores e chatas 
 Empurradores 
• embarcações dotadas de meios próprios de propulsão e 
manobra e destinados a deslocar chatas de empurra num 
comboio de empurra 
• dispõem de uma ampla plataforma , aonde encontram-se as 
estruturas suportes de sustentação compostas por perfis 
verticais, articulados com as embarcações que deverão ser 
movimentadas pela pressão do barco automotor 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
Empurrador fluvial para o sistema Tocantins-Araguaia 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Comboios de Empurra 
 Chatas 
• formas predominantemente retilíneas 
• facilidade de construção a baixo custo 
• favorecendo o acoplamento em conjunto para o transporte 
de cargas 
• dispensam propulsão, leme e tripulação 
• Três tipos básicos são empregados na navegação de 
empurra: comboios integrados, aos semi-integrados e aos 
integrados 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Comboios de Empurra 
 Chatas 
• As chatas para comboios não integrados têm proa e popa 
carenadas, e na fila apresentam em cada junta de linha uma 
descontinuidade que reduz significativamente o rendimento 
propulsivo do conjunto, fazendo com que as dimensões das 
chatas tenham importância por definirem o maior ou menor 
número de descontinuidades do casco conjunto. 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
Chata de uso múltiplo mostrando a 
possibilidade de distribuição de 
carga 
 Comboios de Empurra 
 Chatas 
 
Chata de casco duplo projetada 
para transporte de granéis sólidos 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Comboios de Empurra 
 Chatas 
• As chatas para comboios integrados têm proa e popa 
retangulares verticais de forma paralelepipédica (chatas tipo 
caixa ou alvarenga), minimizando a descontinuidade nas 
juntas das filas, com chatas especiais semi-integradas 
idênticas na proa e popa 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Comboios de Empurra 
 Chatas 
Configuração do 
comboio tipo para o 
Rio Paraguai 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Comboios de Empurra 
 Chatas 
Comboio Araguaia com 2 ou 4 chatas. Calado máximo é 4,50 m; Calado 
garantido em 100% do tempo é de 3,00 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Comboios de Empurra 
 
Comboio fluvial Paraná 
Comboio fluvial Paraguai 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Comboios de Empurra 
 
Comboio fluvial Araguaia 
Comboio fluvial em Itacoatiara (AM) na 
Hidrovia do Rio Amazonas 
Comboio rio Madeira 
TIPOS DE EMBARCAÇÕES FLUVIAIS 
 Comboios de Empurra 
 
Comboio fluvial na hidrovia Tietê-Paraná 
DIMENSIONAMENTO 
 garantir a navegação livre e segura das embarcações tipo 
adotadas 
 A definição está condicionada a estudos econômicos e 
ambientais, uma vez que o custo de transporte é barateado 
quanto maior o porte da embarcação, o que, em 
contrapartida, acarreta aumento no custo das obras de infra-
estrutura da hidrovia. 
 A partir da definição da embarcação tipo é feito o 
dimensionamento do canal de navegação 
DIMENSIONAMENTO 
 PROFUNDIDADE MÍNIMA 
 Calado (T) + 0,3(fundo areia ou argila) a 0,5 m (fundo rocha) 
(na estiagem, trechos restritos com 90% de probabilidade de 
profundidades superiores a esta) 
 Profundidades menores do que 2xT provocam redução do 
rendimento propulsivo com redução de velocidade e aumento 
do consumo de combustível 
 LARGURA MÍNIMA 
 4,4.B (ou 5.B) p/ mão dupla sem redução de velocidade 
 2,2.B p/ via singela 
 
 
DIMENSIONAMENTO 
 Sem cruzamento (mão simples) 
 
 
 
 
 
 
 
 Com cruzamento (mão dupla) 
 
 
 
folga
T
0,6.Bc 0,6.BcBc
Aemb,molhada
2,2.Bc
Bc
folga
Bc1,2.Bc
T
0,6.Bc 0,6.BcBc
Aemb,molhada Aemb,molhada
4,4.Bc
DIMENSIONAMENTO 
 EFEITO PISTÃO 
 Área da seção molhada 
 >5 a 6x BxT (seção mestra) – p/evitar perda de rendimento 
propulsivo 
 
 
A1,bem molhada = F.bc.c = 0,9. bc.c onde F é o coeficiente de forma 
molhadaembA  ,1molhada seção .6A
molhadaembA  ,1molhada seção .10A
Canal de mão simples 
Canal de mão dupla 
DIMENSIONAMENTO 
 RAIO DE CURVATURA 
 Sem restrição de velocidade nas curvas, o raio mínimo de 
curvatura deverá ser de 10xL 
 Caso admitam-se curvas mais fechadas dever-se-á adotar sobre 
largura (s) de: 
 
s = 
L
2.R
2
Raio Velocidade máxima 
admissível 
10.Lc V 
8.Lc 0,875.V 
7.Lc 0,75.V 
6.Lc 0,626.V 
5.Lc 0,5.V 
V: velocidade admissível em trechoreto (função da embarcação, região, 
cargas) 
DIMENSIONAMENTO 
 VÃOS LIVRES EM PONTES 
 trecho retilíneo as faces internas dos pilares devem ter 
distância mínima: 
• 4,4B (ou5B)+5 m ou 2x(2,2B+5m) (com cruzamento) 
• 2,2B+5 m (sem cruzamento) 
 nas curvas cada caso deve ser avaliado 
 ALTURAS LIVRES 
 Desejável 15 m p/passagem de grandes comboios de empurra 
(Tietê 7 m) 
 Pontes elevadiças 
 cabine dos empurradores retrátil 
DIMENSIONAMENTO 
 VELOCIDADE MÁXIMA DAS ÁGUAS 
 Máximo maximorum de 5 m/s contra ou a favor paralela ao 
rumo de navegação (potência dos propulsores/manobrabilidade) 
(trechos restritos) 
 Limites recomendados: 
• (0°) Vmáx = 2 m/s (para que o transporte não se torne anti-
econômico) 
• (30 a 45°) Vmáx = 1,2 m/s 
• (90°) Vmáx = 0,7 m/s 
 BACIA DE EVOLUÇÃO OU ESPERA 
 Nas margens de 15 a 30 km 
 Manobras 
 Inversão de curso 
 Cruzamentos 
 
 
DIMENSIONAMENTO 
 ÁREAS ABRIGADAS COM CABEÇOS DE AMARRAÇÃO 
 Falta de sinalização noturna 
 Condições hidrológico-meteorológicas desfavoráveis 
 Arrumação das embarcações