SEMINÁRIO PORTOS DRAGAGEM E DERROCAMENTO
Alunos: Lucas Braz Moreira
B33567-0
Rodrigo Galvão de Paula
B30020-5
Juliana Fernandes da Silva
B29AHF-5
Gleiber Hercules de Sousa Mesquita
B300BI-4
Mauna Maximíno de Sousa
B312GH-0
Brasília – Brasília – DF, DF, 20 de Outubro de 2016
1 INTRODUÇÃO Quando se fala de dragagem e derrocamento, temos que pensar em algo além de uma simples execução de desobstrução e limpeza de um trecho do mar, rio ou córrego, temos que pensar no avanço sócio econômico que virá junto, temos que pensar na ponte que ligará ligará locais isolados e subdesenvolvidos subdesenvolvidos a grandes potencias, pensar nas oportunidades de acesso a saúde, educação e a todos os quesitos implícitos que um cidadão de uma pátria tem por direito, geração de empregos nas barcas, É importante exaltar, que as atividades de dragagem não ficam restritas a uma simples definição de desobstrução e limpeza das vias navegáveis, uma vez que, também, parte do material, originado da dragagem, pode ser aproveitada economicamente, como por exemplo, a utilização dos sedimentos dragados para a construção de aterros (rodovias, aeroportos, etc); além de operações específicas, que visam à extração de pedras preciosas. Contudo, temos que ter cuidado com o local que será dragado, este deverá ser cuidadosamente estudado, pois é através dos resultados desse estudo de determinados aspectos, como constituição do solo marinho e seus possíveis contaminantes, que se poderão antever futuros acidentes e seus impactos ambientais 1.1
OBJETIVOS
1.1.1 OBJETIVOS GERAIS Explanar sobre os processos de dragagem e derrocamento, especificando seus tipos e equipamentos relacionados. 1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conceituar os processos de dragagem e derrocamento;
Caracterizar os tipos de dragagem;
Explanar os equipamentos de dragagem e derrocamento, especificando suas características e em quais situações os mesmos se fazem mais eficazes.
2 DRAGAGEM 2.1 CONCEITO O processo de dragagem define-se como a retirada de sedimentos e solos com o objetivo de execução e manutenção de via aquática, infraestrutura de transporte, aterro, recuperação de solos e mineração. Define-se também dragagem como a remoção dos sedimentos que se encontram no fundo do corpo d'água para que se permita a passagem das embarcações, garantindo o acesso ao porto. Usualmente, a dragagem faz-se necessária quando da implantação do porto, aumentando-se a profundidade natural no canal de navegação, no cais de atracação e na bacia de evolução. Este serviço também é muito utilizado para alcançar as profundidades que atendam o calado das embarcações, sendo realizado periodicamente em alguns canais. LIMA (2008), aborda sobre a necessidade tida sobre este tipo de serviço, principalmente sobre o descarte dos resíduos de dragagem, sendo estes dispostos (desde o início e durante séculos) de forma totalmente aleatória, em locais onde muitas vezes prejudicavam seriamente o meio ambiente, sem questionamentos maiores sobre tal aspecto. A preocupação com a gestão adequada do material dragado só passou a ser discutida a partir de 1972, durante a Conferência em Estocolmo, que originou as regulamentações internacionais de depósito de materiais dragados em áreas marítimas. 2.2 TIPOS DE DRAGAGEM Para se executar um projeto de dragagem, deve-se analisar a finalidade da utilização das dragas, tendo como base os 4 (quatro) tipos mais usuais de obras de dragagem, sendo estes:
1º Tipo - dragagem de implantação ou aprofundamento: execução de bacias portuárias, lagos ou canais de acesso em áreas anteriormente não dragadas. Remove-se os solos compactos e com baixa presença de contaminantes.
2º Tipo - dragagem de manutenção: retirada de material assoreado depositado em leito de canais através de meios naturais. Possui a finalidade de manter as profundidades de projeto dos canais, tendo como principais características a retirada de solos não compactos, a quantidade de material aportado variável e a verificação da presença de contaminantes.
3º Tipo - dragagem ambiental ou de remediação: execução de limpeza de áreas uma vez alvo de recepção de sedimentos dragados contaminados, com o objetivo de utilização futura do local. Sendo esta uma dragagem de remediação de situações adversas existentes, faz-se necessário procedimentos mais refinados e rigorosos, observando as 3 (três) etapas deste serviço, sendo elas a execução, transporte e disposição.
4º Tipo - dragagem de mineração: dragagem executada
especificamente para à extração de minerais com valor econômico, tais como argila, areia e cascalho, visando-se a utilização em materiais na construção civil. Utiliza-se também este tipo de dragagem para a extração de ouro e diamantes de aluvião. Além da necessidade de se definir qual o tipo de dragagem para a realização de todo o projeto, deve-se verificar alguns cuidados, sendo estes; identificação e quantificação do material a ser dragado; identificação de características físicas e químicas do sedimento a ser dragado; 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 a ser utilizado. 2.3 EQUIPAMENTOS O processo de dragagem, segundo LIMA (2008), pode ser realizado com a utilização de três categorias de equipamentos: mecânicos, hidráulicos e pneumáticos. Porém, a escolha de qual categoria, e dentro desta, qual o
modelo de draga utilizar, está em função de algumas características que devem ser analisadas, sendo estas:
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 e do local de disposição;
Nível de contaminação dos sedimentos dragados;
Métodos de disposição do material dragado;
Produção estimada dos equipamentos empregados;
Tipos de draga disponíveis. Os equipamentos mecânicos caracterizam-se pela seletividade menor
do material a ser dragado, com operação de forma descontínua, utilizando equipamentos simples que se assemelham aos usados em terraplenagem (sendo este o motivo de terem sido os primeiros criados para dragagem). Os equipamentos hidráulicos caracterizam-se por serem mais seletivos, o que faz com que tenham dificuldades com materiais de grandes granulometrias. Para isso, executa-se procedimentos de desagregação e trituração. São equipamentos que funcionam através de bombas de dragagem, removendo o material escavado (água + material sólido), e bombeando-o por meio de tubulações flutuantes a uma certa distância, sendo esta compatível com a potência da bomba. O sistema hidráulico é caracterizado por ter dragas de sucção, autopropelidas (ou não autopropelidas), podendo utilizar-se de vários acessórios que promovem mais rendimento e eficiência. As dragas hidráulicas mais recentes têm apresentado rendimento melhor em relação as mecânicas, possibilitando um processamento contínuo a longas distâncias. Os equipamentos pneumáticos caracterizam-se por realizar a sucção através de ar comprimido, o que promove uma menor dispersão do material a ser retirado, evitando assim que contaminantes de sedimentos poluídos não
sejam dispersados nos corpos hídricos. São muito indicados para fins em que sejam necessário cuidados ambientais mais rígidos.
2.3.1 EQUIPAMENTOS MECÂNICOS 2.3.1.1 Caçamba de Mandíbulas ou Draga de Caçamba ( Grab or Clamshell Dredges):
A Grab Dredges é a draga mais comum utilizada no mundo, principalmente na América do Norte e no Extremo Oriente. É dotada de um guindaste rotativo, possuindo uma caçamba, sendo este fixado sobre um pontão flutuante. Os “charutos” (ou estacas) tem como objetivo dar apoio durante a escavação, ao serem fixados no solo. Esta draga possui versatilidade diversificada, existindo para ela diversos tipos de caçambas, uma para cada atividade específica. OLIVEIRA (2010), cita que tais dragas podem realizar trabalhos em portos, onde haja dificuldade de acesso para as embarcações, além da retirada de depósitos de areias e cascalho de poços profundos e remoção de lama das baías , (Figura 2.3.1.1).
Figura 2.3.1.1 - Caçamba de Mandíbulas ou Draga de Caçamba ( Grab Dredges) (OLIVEIRA, 2010).
2.3.1.2 Escavadeiras frontais ( Dipper Dredges) ou Retroescavadeiras ( Hoes): Escavadeiras que caracterizam-se por empurrar o material do solo no sentido oposto ao da draga (sendo esta a escavadeira frontal, Figura 2. 3.1.2.1); e puxar a caçamba no sentido da draga (sendo esta a retroescavadeira, Figura 2.3.1.2.2). Dentre elas, a retroescavadeira é a mais utilizada. A uma limitação em relação à profundidade de dragagem, que varia de 15 (quinze) a 25 (vinte e cinco) metros.
Figura 2.3.1.2.1 – Escavadeira frontal (OLIVEIRA, 2010).
Figura 2.3.1.2.2 – Retroescavadeira (LIMA, 2008). 2.3.1.3 Pás de arrasto (Draglines) A pá de arrasto tem como sua configuração uma caçamba de aço presa a um guindaste móvel. A pá é direcionada e lançada ao solo, através de movimento circular do guindaste, sendo o mesmo retirado. Tal material retirado é içado em direção ao guindaste, e depositado, usualmente, em caminhões ou em áreas próximas à esta escavação (Figura 2.3.1.3). Esta é muito usada em atividades de mineração de superfície, construção de diques, limpeza de canais e barragens, entre outros .
Figura 2.3.1.3 – Pá de arrasto (OLIVEIRA, 2010). 2.3.1.4 Dragas de Alcatruzes ( Bucket Dredges): Bucket Dredges é uma draga com capacidade continua de operação. Tal
característica deve-se por haver a caçamba de alcatruzes (ou rosário), responsável esta pela escavação do fundo e posterior lançamento do material retirado em batelões lameiros acostados a contrabordo da draga. É um sistema que permite um controle mais preciso em relação à profundidade escavada, sobressaindo-se em relação às outras dragas mecânicas. Como desvantagens, é um sistema de alto custo, exige uma área considerável para sua atuação e não é recomendável para águas rasas (Figura 2.3.1.4).
Figura 2.3.1.4 – Draga de alcatruzes (LIMA, 2008). 2.3.2 EQUIPAMENTOS HIDRÁULICOS 2.3.2.1 Dragas Autotransportadoras de Arrasto - AT ( hopper trailing suction dredge):
A AT caracteriza-se por ser uma embarcação com propulsão própria, sendo usadas em locais mais remotos, como em áreas portuárias (Figura 2.3.2.1). Possuem tanques de fundo móvel (cisterna), bombas hidráulicas de sucção e uma boca de dragagem ( drag head ), variando-se em função do material presente na composição do solo alvo da dragagem. Pelo fato de muita água ser aspirada no processo, as cisternas são equipadas com vertedores para eliminar esta água e outros materiais leves, permitindo que, por decantação, os sedimentos se assentem no fundo. Segundo OLIVEIRA (2010), o material retirado pode ser despejado através do bombeamento para batelões acostados ao casco das AT’s; também as cisternas podem ser esvaziadas, no local predeterminado para o descarregamento, com a abertura das portas de fundo.
Figura 2.3.2.1 - Dragas Autotransportadoras de Arrasto – AT (LIMA, 2008). 2.3.2.2 Dragas de Sucção e Recalque com Desagregador - SR ( cutter suction dredge): A SR é uma embarcação não propelida, que possui um desagregador mecânico instalado na extremidade da lança de dragagem, juntamente com o tubo de sucção. Tal desagregador “quebra” o material com suas lâminas, para que seja possível a aspiração através do tubo de sucção (Figura 2.3.2.2).
Figura 2.3.2.2 - Dragas de Sucção e Recalque com Desagregador – SR (LIMA, 2008). 2.3.3 EQUIPAMENTO PNEUMÁTICO
Para este processo, utiliza-se uma draga pneumática, que realiza a aspiração do material dragado por ar comprimido (Figura 2.3.3). Tais dragas possuem a vantagem de não provocar a dispersão elevada de sedimentos na lâmina d’água durante sua operação, considerando -se que não há a presença de cortes no solo por meios mecânicos. Outra vantagem desta comparando-se com a hidráulica se dá por não haver limitação da operação, pela profundidade a ser alcançada para a execução da aspiração do solo.
Figura 2.3.3 – Draga pneumática (LIMA, 2008). 2.4 DRAGAGEM FLUVIAL São dragagens realizadas em profundidades menores, comparando-se com as dragagens marítimas. Essas dragagens podem ser feitas através de 2 (dois) métodos:
Subaquático: quando o material alvo da dragagem encontra-se submerso, abaixo do nível d’água;
A seco: quando o material alvo da dragagem é retirado através de uma local de trabalho ensecado, drenando-se a água deste local e retirando o material por caçambas (Figura 2.4).
Figura 2.4 – Dragagem a seco (LIMA, 2008). 3 DERROCAMENTO 3.1 CONCEITO Execução a qual é realizado o desmonte de rochas duras, consistindo de dois métodos para este fim:
A quente: através de explosivos;
A frio: através de equipamentos percussivos.
Considerando-se que o desmonte de rochas através de explosivos tem suas
particularidades,
principalmente
relacionadas
à
segurança,
tal
procedimento é normatizado (NBR 9653:2005 - Guia para avaliação dos efeitos provocados pelo uso de explosivos nas minerações em áreas urbanas). Diante dessas considerações, pode-se citar algumas implicações que envolvem a
utilização deste tipo de procedimento de derrocagem, tais como: interferência com tráfego e vias próximas; dificuldade na locação dos furos e colocação das cargas; condição do tempo e visibilidade embai xo d’água (quando subaquática); vibração do terreno, impacto do ar e ultralançamento (arremesso de fragmentos de rocha além da área de operação); existência de sedimentos sobre o material a desmontar; proteção do pessoal envolvido e no entorno; menor dano possível à rocha e estruturas existentes. Esta norma limita os efeitos tidos para este procedimento, sendo os principais:
Pressão hidrodinâmica: provoca onda de choque causada pela detonação de explosivos, abaixo do nível d’água;
Vibração: propagação de ondas de vibração que podem danificar estruturas naturais ou construídas pelo homem;
Ultralançamento: não havendo uma correta proteção da área de atuação deste procedimento, fragmentos podem ser lançados à distancias consideráveis, podendo causar danos à construções e pessoas.
3.2 DERROCAMENTO A QUENTE Em relação aos métodos de trabalho deste procedimento, LIMA (2008) destaca que não houve grandes mudanças nos últimos anos, notando-se, entretanto, uma maior preocupação com os seres humanos, ambientes e materiais. No que se refere à inserção dos explosivos, tem-se diversos métodos de perfuração e equipamentos para tal. Segue-se nos próximos tópicos alguns desses métodos de perfuração: 3.2.1 PERFURATRIZ SOBRE SAPATA FLUTUANTE: Método o qual é assentada uma perfuratriz pneumática sobre uma sapata fixada a um cabo de aço, sendo este amarrado às duas margens, permitindo um alinhamento ao plano de furação. Indicado para pequenos volumes de desmonte (Figura 3.2.1) .
Figura 3.2.1 – Perfuratriz sobre sapata flutuante (LIMA, 2008). 3.2.2 PERFURATRIZ SOBRE TAMBOR FLUTUANTE: Método o qual é assentada a perfuratriz pneumática sobre uma plataforma apoiada em tambores vazios, sendo a mesma ancorada à margem por cabos. Também indicado para pequenos volumes de desmonte (Figura 3.2.2).
Figura 3.2.2 – Perfuratriz sobre tambor flutuante (LIMA, 2008). 3.2.3 ÁREA ENSECADA: Método o qual é executada uma ensecadeira. Realizada a drenagem do interior da área da ensecadeira, os furos são realizados em leito praticamente seco sobre a rocha (Figura 2.4). 3.2.4 ÁREA ATERRADA: Método o qual é executado aterro sobre a rocha, sendo posteriormente instalada a perfuratriz que realizará os furos para inserção dos explosivos. Indicado para volumes médios de desmonte (Figura 3.2.4).
Figura 3.2.4 – Área aterrada (LIMA, 2008). 3.2.5 PLATAFORMA ABERTA OU FECHADA: Método ao qual pode ser montado diversos equipamentos (como pontes rolantes, perfuratrizes pneumáticas e compressores) sobre a plataforma, promovendo alta produtividade, rapidez e eficácia na realização dos furos. Indicado para grandes volumes de desmonte. Esta plataforma caracteriza-se como uma barcaça aberta ou fechada, apoiando-se no fundo do canal através
de pernas extensíveis e retráteis, funcionando por meio de um sistema hidráulico ou mecânico (Figura 3.2.5).
Figura 3.2.5 – Plataforma aberta ou fechada (LIMA, 2008). 3.2.6 BARCAÇA FLUTUANTE OU PONTÃO: Método ao qual os equipamentos são embarcados. Posicionada e fixada à pontes rolantes, a perfuratriz realiza os furos nos pontos predeterminados através do deslocamento preciso. Neste caso, há algumas observações, como o fato de esses equipamentos serem sensíveis as possíveis variações de nível, porem atendendo os devidos cuidados na execução deste procedimento, o mesmo promove produtividade grande. Indicado para grandes volumes de desmonte (Figura 3.2.6).
Figura 3.2.6 – Pontão (LIMA, 2008). 3.3 DERROCAMENTO A FRIO 3.3.1 ROMPEDOR HIDRÁULICO Método o qual o equipamento usa seus braços articulados para desagregar e quebrar a rocha (Figura 3.3.1). Este rompedor fica sobre uma barcaça e pode ser usado para rompimento de matacões e camadas de rochas delgadas. Uma desvantagem deste procedimento é o raio de ação dos braços, os quais, quando necessário alcançar maiores limites de ação, os mesmos podem não alcançar tais limites. De acordo com LIMA (2008), possui produção média de 30 m².
Figura 3.3.1 – Rompedor hidráulico (LIMA, 2008). 3.3.2 ROMPEDOR HIDRÁULICO BATE -ESTACA Método o qual é realizado o rompimento das rochas por meio deste equipamento (Figura 3.3.2), caracterizado da seguinte forma:
Pesa em média 12 TL;
Alcança até 20 metros abaixo da água;
Rompe rochas com até 110 Mpa de resistência;
Possui produtividade de 450 m³/h;
A posição do equipamento é controlada por computador, aumentando a precisão e evitando erros como a produção de impacto de ar.
Figura 3.3.2 – Rompedor hidráulico bate-estaca (LIMA, 2008). 3.3.3 BATEDOR Método o qual é realizado o rompimento pelo impacto do batedor nas rochas, sendo este utilizado usualmente em camadas de rocha delgada (sendo este material macio) e matacões. Não recomendável para médias e grandes profundidades e indicado para pequenos volumes de desmonte (Figura 3.3.3).
Figura 3.3.3 – Batedor (LIMA, 2008).
4. CONCLUSÃO Conhecendo a aplicabilidade que estes procedimentos oferecem para o desenvolvimento econômico e social, a dragagem e derrocamento mostram-se de grande importância, sendo este um motivo para o seu desenvolvimento ao longo dos anos. Não se pode caracterizar a dragagem somente como um procedimento para expansão dos corpos hídricos e para viabilização das navegações em geral. Tem-se utilizado deste recurso para modificação do meio ambiente, com o objetivo de adequar o mesmo em relação as demandas e desenvolvimento do mundo a cada dia. Mesmo assim, tem-se como foco as necessidades portuárias e quaisquer outras de transporte marítimo, pois estas possuem grande influência na economia, principalmente nas mercadorias internacionalmente comercializadas. Como mostrado neste trabalho, vários são os tipos e equipamentos desenvolvidos para que se possa atender as mais variadas necessidades, e durante os anos, tem-se com a tecnologia, um melhoramento dessas dragas. Mesmo assim, faz-se necessário a avaliação de algumas implicações e a aplicabilidade do serviço de dragagem. A
seguinte
tabela
traz
algumas
situações
equipamentos mais eficazes para tal (Tabela 4.1):
relacionadas
aos
Tabela 4.1 – Aplicação de equipamentos de dragagem (LIMA, 2008). Conclui-se então que tais procedimentos promovem, desde o início, grande impacto positivo em relação à economia, em virtude de construção de portos, vias e canais de acesso, sendo necessário haver um acervo de informação técnica para desenvolvimento de tais equipamentos e clareza nos procedimentos de execução e definição para realizar um projeto eficiente e economicamente viável. Todavia, vale ressaltar que tais procedimentos possuem impactos ambientais, muitas vezes consideráveis, que devem ser analisados para que assim possam ser tomadas medidas para evita -los ou ameniza-los.
5. BIBLIOGRAFIA OLIVEIRA, U. B. G. A Dragagem e os Impactos ao Meio Ambiente. Trabalho de Conclusão de Curso – Curso de Graduação em Tecnologia em Construção Civil, Rio de Janeiro, 2010. LIMA, R. S. L. Dragagem, Transporte e Disposição Final de Sedimentos de Leito de Rio Estudo de Caso: Calha do Rio Tietê – Fase II . Dissertação de Mestrado em Engenharia Hidráulica e Saneamento – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paula, 2008. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9653 – Guia para Avaliação dos Efeitos Provocados Pelo Uso de Explosivos nas Minerações em Áreas Urbanas. Rio de Janeiro – 2005. SANTANA, W. A. et al. Caracterização dos Elementos de um Projeto Hidroviário, Vantagens, Aspectos e Impactos Ambientais para a Proposição de Metodologias Técnico-ambientais para o Desenvolvimento do Transporte Comercial de Cargas nas Hidrovias Brasileiras. Artigo – Departamento de Engenharia Naval
e Oceânica da Escola Politécnica da USP, São Paulo, 2004. ANTAQ
–
Meio
Ambiente
–
Dragagem.
Disponível
em:
. Acesso em 12 de Outubro de 2016. INFRAESTRUTURA URBANA – Dragagem de Aprofundamento de Corpo Hídrico.
Disponível
em:
tecnicas/12/dragagem-de-aprofundamento-de-corpo-hidrico-as-medicoesperiodicas-250960-1.aspx>. Acesso em 11 de Outubro de 2016.
PORTOGENTE
–
Derrocagem.
Disponível
em:
. Acesso em 11 de Outubro de 2016.
