2006_mestrado_carlos_lips.pdf

AVALIAO DO PROCESSO DE DRAGAGEM POR INJEO DE GUA

EM ESTURIOS

Carlos Roberto Lips Soares

DISSERTAO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAO DOS

PROGRAMAS DE PS-GRADUAO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE

FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS

NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DE MESTRE EM CINCIAS EM

ENGENHARIA OCENICA.

Aprovada por:

_____________________________________________

Prof. Susana Beatriz Vinzon, D.Sc.

_____________________________________________

Prof. Afonso de Moraes Paiva, Ph.D.

_____________________________________________

Prof. Gilberto Olympio Mota Fialho, D.Sc.

_____________________________________________

Prof. Jos Carlos Csar Amorim, D.Ing.

RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL

MARO DE 2006

ii

SOARES, CARLOS ROBERTO LIPS

Avaliao do Processo de Dragagem por

Injeo de gua em Esturios [Rio de Janeiro]

2006

XXI, 126 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc.,

Engenharia Ocenica, 2006)

Dissertao Universidade Federal do Rio

de Janeiro, COPPE

1. Dragagem por Injeo de gua WID

2. Processos de Dragagem

3. Dragagem em Leitos Contaminados

4. Detalhamento dos Equipamentos WID

5. Comparao dos Mtodos de Dragagem

6. Anlise dos Processos Hidrodinmicos

7. Discusso da Dragagem no Porto de Itaja

I. COPPE/UFRJ II. Ttulo ( srie)

iii

DEDICATRIA

A minha esposa Rosangela pelo companheirismo e grande incentivo nos

momentos mais difceis que passei durante esta jornada.

As minhas filhas Andrea e Aline to importantes para o equilbrio da minha

vida.

Aos meus pais e irm pela ajuda e compreenso devido a minha ausncia

durante o perodo que se desenvolveu este estudo.

iv

AGRADECIMENTOS

A Professora Susana Beatriz Vinzon pela sua orientao, pacincia e

dedicao que propiciaram a concluso deste trabalho.

Aos Professores Afonso Paes e Gilberto Fialho por aceitarem em compor a

Banca examinadora deste trabalho.

Ao Professor do IME, Jos Carlos Csar Amorim por aceitar o convite para

compor a Banca examinadora deste trabalho, como convidado externo.

Ao corpo docente do Programa de Engenharia Ocenica, por sua capacidade

intelectual e empenho para manter o elevado nvel de seus ensinamentos.

Aos funcionrios do PEnO e da Engenharia Costeira, em especial as

Secretrias Gleice e Marise e os funcionrios lotados no sistema de processamento de

dados, pelos seus grandes prstimos e constante pacincia para ajudar os discentes.

Ao corpo discente das turmas de 2003 e 2004 do Programa de Engenharia

Ocenica da Engenharia Costeira que sempre me auxiliaram e compartilharam os

melhores momentos dos nossos, respectivos, anos letivos.

Ao INPH da CDRJ pela gentileza em ceder alguns relatrios que ajudaram no

desenvolvimento deste trabalho.

Ao DIDEHU da CDRJ que sempre colocou a disposio o seu arquivo tcnico

para as consultas necessrias.

Aos meus familiares por afinidade e consangneos pelo constante apoio

emocional durante o perodo deste curso.

Universidade do Vale do Itaja atravs do Professor Schettini, Rodrigo e

Carla por suas excelentes condutas profissionais para dar o apoio tcnico necessrio

durante a campanha de medies na dragagem do Porto de Itaja.

v

Aos Engenheiros Rodrigo e Raphael, da turma de M.Sc. de 2004, que muito

me ensinaram e auxiliaram nas medies da campanha de campo realizada durante a

dragagem do Porto de Itaja.

Ao Diretor Superintendente da Ballast Ham no Brasil, Eng Eduardo Figueiredo

por sua cordialidade em disponibilizar toda ajuda necessria para o acompanhamento

da operao de dragagem no Porto de Itaja.

Diretoria da CDRJ por permitir o meu afastamento do trabalho, nos

momentos necessrios, para concluir este curso.

Aos colegas de trabalho da CDRJ, principalmente: Ado, Amaral, Lia Mara,

Machado, Maiolino e Romeu que estiveram sempre me motivando e ajudando em

todas as ocasies, principalmente, durante o perodo transcorrido neste curso.

vi

Resumo da Dissertao apresentada COPPE/UFRJ como parte dos requisitos

necessrios para a obteno do grau de Mestre em Cincias (M.Sc.)

AVALIAO DO PROCESSO DE DRAGAGEM POR INJEO DE GUA

EM ESTURIOS


Maro/2006

Orientadora: Professora Susana Beatriz Vinzon (D.Sc.)

Programa: Engenharia Ocenica

Dentro da dragagem hidrodinmica foi desenvolvido um novo processo

aplicado dragagem de manuteno denominado de dragagem por injeo de gua,

conhecido pela sigla WID. Neste mtodo o deslocamento do material dragado, at a

sua disposio final, depende das correntes naturais e artificiais induzidas na coluna

de gua do fluido, sendo a gerao de correntes de densidade uma das importantes

caractersticas desta metodologia.

Este trabalho descreve os principais tipos de dragagem mais

empregados na atualidade e os equipamentos utilizados no processo de dragagem por

injeo de gua, incluindo sua interferncia em relao biota local e a presena de

contaminantes no leito. Os forantes hidrodinmicos que interferem com o processo

WID so citados e a pluma de sedimentos induzida junto ao fundo avaliada atravs

do nmero de Froude densimtrico. Com a finalidade de observar as caractersticas da

hidrodinmica num ambiente onde est se utilizando esta metodologia foi realizada

uma campanha de medies, durante uma operao de dragagem no Porto de Itaja,

no esturio do Rio Itaja-A, sendo registrados os perfis de velocidade, salinidade e

turbidez, em um ciclo de mar. Foram identificados os principais aspectos positivos e

negativos inerentes a esta nova tecnologia, alm da comparao operacional entre os

mtodos de dragagem convencionais e o processo de Dragagem por Injeo de gua.

vii

Abstract of Dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the

requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.)

AVALIATION OF THE PROCESS OF WATER INJECTION DREDGIND

IN ESTUARIES


March/2006

Advisor: Professor Susana Beatriz Vinzon (D.Sc.)

Department: Ocean Engineering

Among hydrodynamic dredging processes, a new method is being

applied for maintenance dredging, called water injection dredging, WID. In this method

the dredging material is moved, until final deposit, by artificial and natural currents in

the fluid waters column and being the generation of the density currents an important

characteristic to this methodology.

This work describes the method and the equipments required for the

water injection dredging process, as well as the principal types of dredging currently

used at this moment. A brief analysis of the water injection dredging is presented,

including its interference with the local biotic and contaminated materials in the bed.

The estuarine hydrodynamic, which may interfere with the WID process, is described,

and considerations about the formation of a turbidity current and its relation with the

densimetric Froude number is assessed. To address the main hydrodynamic

characteristics of a case study, a field campaign was accomplished, which covered a

tidal cycle, with a short period during a dredging operation in Itaja Harbor, in the

estuary of Itaja-A River. Velocity, salinity and turbidity profiles were measured,

during a tidal cycle. The mainly negative and positive aspects concerning to this new

technology are addressed in this work, including a comparison between conventional

dredging methods and the process of Water Injection Dredging.

viii

NDICE DO TEXTO

I INTRODUO...........................................................................................................1 I.1 OBJETIVOS.....................................................................................................2

I.2 ESTRUTURA DO TEXTO................................................................................3

II CARACTERIZAO DOS MTODOS DE DRAGAGEM........................................4 II.1 HISTRICO E EVOLUO DA DRAGAGEM................................................4

II.2 TIPOS DE OPERAO DE DRAGAGEM......................................................5

II.2.1 Dragagem de Aprofundamento ou Inicial............................................5

II.2.2 Dragagem de Manuteno..................................................................6

II.2.3 Dragagem de Minerao.....................................................................6

II.2.4 Dragagem Ambiental ou Ecolgica................ ...................................7

II.2.5 Dragagens Especiais...........................................................................7

II.2.6 Dragagens Naturais ou Eroso...........................................................8

II.2.7 Dragagens para Aterros Hidrulicos....................................................8

II.3 CASSIFICAO DOS PROCESSOS DE DRAGAGEM.................................9

II.3.1 Processos Mecnicos de Dragagem.................................................10

II.3.2 Processos Hidrulicos de Dragagem................................................12

II.3.3 Processos Mistos de Dragagem........................................................14

II.3.4 Processos Pneumticos de Dragagem.............................................15

II.3.5 Processos Hidrodinmicos de Dragagem.........................................16

II.3.5.1 Metodologia do Processo Hidrodinmico...........................17

II.3.5.2 Tipos de Dragagens Hidrodinmicas..................................18

A Dragagem por Agitao................................................19

B Dragagem por Eroso...................................................19

C Dragagem por Elevao...............................................20

D Dragagem por Injeo WID.....................................21

II.4 DRAGAGEM NO PORTO DE ITAJA............................................................23

II.4.1 Especificaes do Porto de Itaja......................................................23

II.4.1.1 Histrico..............................................................................23

II.4.1.2 Localizao do Porto..........................................................24

II.4.1.3 Acessos s Instalaes Porturias.....................................26

II.4.1.4 Principais Caractersticas Porturias..................................28

ix

II.4.2 Detalhes da Dragagem no Porto de Itaja........................................31

II.4.2.1 Tipos de Materiais encontrados no Leito...........................31

II.4.2.2 Processos de Dragagem utilizados pelo Porto..................31

II.4.2.3 Licitaes de Dragagem para o Ano de 2005....................35

III DRAGAGEM POR INJEO DE GUA WID....................................................36 III.1 ANLISE DO PROCESSO DE DRAGAGEM...............................................36

III.1.1 Histrico da Dragagem por Injeo de gua...................................36 III.1.2 Operao da Dragagem por Injeo de gua.................................37

III.2 MONITORAMENTO.....................................................................................39

III.3 INTERFERNCIA DA DRAGAGEM NA BIOTA LOCAL..............................40

III.4 DRAGAGEM EM LEITOS COM MATERIAIS CONTAMINADOS................42

III.5 EQUIPAMENTOS DE DRAGAGEM WID..................................................50

III.5.1 Configurao e Seleo dos Equipamentos....................................50

III.5.2 Detalhamento dos Equipamentos....................................................53

III.5.3 Relao das Principais Dragas de Injeo de gua.......................56

III.5.4 Versatilidade Operacional dos Equipamentos.................................57

III.6 DADOS OPERACIONAIS DE DRAGAGEM................................................58

III.7 PARMETROS OPERACIONAIS DE DRAGAGEM....................................59

III.8 DIAGRAMA EM BLOCOS DO MTODO POR INJEO DE GUA..........60

IV ANLISE COMPARATIVA DOS PRINCIPAIS MTODOS DE DRAGAGEM......63 IV.1 DRAGAS DE ALCATRUZES.......................................................................63

IV.2 DRAGAS AUTOTRANSPORTADORAS......................................................67

IV.3 DRAGAS DE SUCO E RECALQUE.......................................................69

IV.4 DRAGAS DE INJEO DE GUA WID...................................................71

IV.5 TABELA COMPARATIVA DOS MTODOS................................................72

V ANLISE DO PROCESSO HIDRODINMICO NA METODOLOGIA WID...........74 V.1 CORRENTE DE DENSIDADE......................................................................74

V.2 CORRENTES NATURAIS............................................................................81

V.3 HIDRODINMICA NO ESTURIO DO RIO ITJA-A..............................83

V.4 ESTUDO DE CASO DRAGAGEM NO PORTO DE ITAJA......................85

V.4.1 Campanha de Medies..................................................................85

V.4.1.1 Metodologia de Coleta.....................................................85

x

V.4.1.2 Metodologia de Anlise....................................................87

V.4.2 Instrumentao.................................................................................87

V.4.3 Anlise dos Dados...........................................................................89

V.5 REGISTROS DE DADOS DA HIDRODINMICA LOCAL...........................90

V.5.1 Registros de Dados das Mars Astronmicas.................................90

V.5.2 Determinao dos Valores Mdios..................................................91

V.5.3 Velocidades Projetadas no Eixo do Canal.......................................93

V.5.4 Representao Grfica dos Principais Parmetros.........................94

V.5.5 Anlise das Amostras.....................................................................102

V.5.6 Concentrao dos Sedimentos na Coluna de gua......................102

VI DISCUSSO DAS CONDIES DE DRAGAGEM NO PORTO DE ITAJA.....106 VI.1 INTRODUO..........................................................................................106

VI.2 TRAJETRIA DOS SEDIMENTOS RESSUSPENSOS...........................106

VI.3 INTERFERNCIAS NA OPERAO DE DRAGAGEM...........................107

VI.4 PERIODICIDADE DAS BATIMETRIAS....................................................108

VI.5 DISCUSSO DOS RESULTADOS OBTIDOS..........................................108

VII CONCLUSES E RECOMENDAES.............................................................110 VII.1 CONCLUSES........................................................................................110

VII.2 RECOMENDAES................................................................................113

REFERNCIAS...........................................................................................................115

xi

NDICE DE FIGURAS

Figura II.1 Ilustrao de uma draga dotada com o sistema SPLIT que caracteriza a

abertura longitudinal da cisterna para despejo do material dragado. Fonte:

Bandeirantes........................................................................................................8

Figura II.2 Ilustrao de uma draga hidrulica recalcando sedimentos para

restaurao de uma rea costeira. Fonte: Bandeirantes Dragagem...................9

Figura II.3 Ilustrao do esquema operacional de uma draga de alcatruzes

mostrando o conjunto de caambas que atuam continuadamente na remoo

do material de fundo. Fonte: Stio eletrnico www.ihc.holland.com..................10

Figura II.4 Ilustrao do esquema operacional de uma draga retroescavadeira

mostrando o carregamento de uma barcaa e seu sistema de posicionamento

no fundo, atravs de dois charutos de fixao do flutuante. Fonte: Ges Filho,

2004...................................................................................................................11

Figura II.5 Ilustrao do esquema operacional de uma draga de caamba (Clam-

Shell) mostrando o guindaste responsvel pela movimentao da caamba e

os cabos presos ao flutuante que possibilitam o ciclo de corte de dragagem.

Fonte: Ges Filho, 2004....................................................................................11

Figura II.6 Ilustrao do esquema operacional de uma draga autotransportadora

mostrando a atuao das duas bocas e dois tubos de suco durante a

dragagem, dispostos em cada lado da embarcao. Fonte: Stio eletrnico

www.lhcholland.com..........................................................................................12

Figura II.7 Ilustrao do esquema operacional de uma draga de suco e recalque

atuando com um desagregador na ponta da lana de dragagem mostrando as

ncoras de arinque que permitem o movimento lateral e, juntamente com os

charutos de fixao, propiciam o ciclo de corte de dragagem do equipamento.

Fonte: www.ihcholland.com...............................................................................13

Figura II.8 Ilustrao do esquema operacional de uma draga de suco com roda de

caambas na ponta da lana de dragagem, mostrando as ncoras de arinque

que, juntamente com os charutos, so responsveis pelo ciclo de corte de

dragagem. Fonte: www.ihcholland.com.............................................................14

Figura II.9 Ilustrao do esquema operacional de uma draga pneumtica mostrando

a linha de recalque e o equipamento de suco pneumtico em contato com o

leito. Fonte: Stio eletrnico www.pneuma.it......................................................15

xii

Figura II.10 Ilustrao de um dos processos de dragagem hidrodinmica mostrando

a atuao de uma estrutura slida no leito aqutico gerando uma pluma de

sedimentos que carreada para alm do stio de dragagem pela atuao de

forantes hidrodinmicos presentes no fluido. Fonte: Martins (1974)...............16

Figura II.11 Ilustrao dos quatro principais processos de dragagem hidrodinmica

Injeo, Agitao, Eroso e Elevao. Relatrio SEBA 99/12/info.1-E.............19

Figura II.12 Ilustrao de uma draga autotransportadora apresentando o lanamento

de sedimentos na superfcie do fluido atravs do vertedor (overflow). Fonte:

Stio www.vanoord.com.....................................................................................21

Figura II.13 Ilustrao do processo de dragagem por injeo de gua, mostrando os

parmetros necessrios para induzir a formao da corrente de densidade.

Fonte: ThamesWeb Maintenance Dredging...................................................22

Figura II.14 Ilustrao da localizao do Porto de Itaja no litoral de Santa

Catarina.............................................................................................................24

Figura II.15 Ilustrao do incio do canal interno de acesso ao Porto de Itaja

mostrando a entrada da barra. Fonte: Stio www.portodeitajai.com.br..............26

Figura II.16 Ilustrao do Porto de Itaja e seu canal de acesso at a sua foz. Fonte:

Stio eletrnico www.portodeitajai.com.br..........................................................27

Figura II.17 Ilustrao do Porto de Itaja, ressaltando os meandros do Rio Itaja-A.

Fonte: Stio eletrnico www.portodeitajai.com.br...............................................27

Figura II.18 Ilustrao dos beros de atracao do Porto de Itaja mostrando parte da

bacia de evoluo. Fonte: Stio www.portodeitajai.com.br................................28

Figura II.19 Ilustrao da geografia do Porto de Itaja, em laranja a rea destinada

expanso do Terminal de Contineres TECONVI. Fonte: Stio eletrnico do

Porto de Itaja www.portodeitajai.com.br...........................................................29

Figura II.20 Ilustrao do posicionamento dos beros de atracao e das instalaes

atuais do Porto de Itaja. Fonte: Stio www.portodeitajai.com.br.......................30

Figura II.21 Ilustrao das expanses futuras do Porto de Itaja, previstas para

ampliao dos beros de atracao e das retroreas. Fonte: Stio eletrnico

www.portodeitajai.com.br...................................................................................30

Figura II.22 Ilustrao de parte da Carta Nutica 1801 mostrando as reas de

dragagem do Porto de Itaja beros, bacia de evoluo, canal interno e canal

externo. Fonte: Stio eletrnico do Porto de Itaja www.portoitajai.com.br........33

Figura III.1 Ilustrao da demonstrao do processo de dragagem por injeo de

gua Fonte: Stio eletrnico www.portodeitajai.com.br......................................38

xiii

Figura III.2 Ilustrao da formao da corrente de densidade atravs do processo de

dragagem por injeo de gua. Fonte: Winterwerp et al...................................38

Figura III.3 Ilustrao da rea Confinada na Superfcie para materiais

contaminados, sem capeamento. Fonte: Stio www.portofrotterdam.com........45

Figura III.4 Ilustrao da rea Confinada Subaqutica para materiais

contaminados, com capeamento.......................................................................46

Figura III.5 Ilustrao do arranjo geral de uma draga de injeo de gua, de pequeno

porte, com propulso prpria. Fonte: Stio eletrnico www.musing.nl...............52

Figura III.6 Ilustrao e detalhamento de uma draga de injeo de gua

propelida............................................................................................................53

Figura III.7 Ilustrao de uma draga de injeo de gua no propelida e de pequeno

porte. Fonte: Stio eletrnico www.vanoord.com...............................................54

Figura III.8 Ilustrao e arranjo geral da draga de injeo de gua propelida, de

grande porte. Fonte: Stio eletrnico www.vanoord.com...................................55

Figura III.9 Ilustrao do quadro contendo as principais caractersticas da draga

ANTAREJA. Fonte: Stio eletrnico www.vanoord.com.br................................56

Figura III.10 Ilustrao mostrando o diagrama em blocos cujo detalhamento

considera as caractersticas bsicas da operao de dragagem por injeo de

gua WID........................................................................................................62

Figura V.1 Ilustrao do diagrama esquemtico mostrando a formao da corrente

de densidade em um ambiente aqutico, atravs da diferena de densidade

entre a pluma de sedimentos localizada no fundo e o fluido ambiente. Fonte:

Garcia, 1993......................................................................................................76

Figura V.2 Ilustrao de uma simulao da propagao da corrente de densidade

junto ao leito do corpo aqutico. (T. Maxworthy, J. Leilich, J.E. Simpson e E.H.

Meiburg).............................................................................................................77

Figura V.3 Ilustrao da Corrente de Gravidade U1, menos densa, interagindo com

a Corrente de Gravidade U2, mais densa.......................................................78

Figura V.4 Ilustrao parcial da Carta Nutica 1801 viso do Porto de Itaja, do

Esturio do Rio Itaja-A e do registro das coordenadas de campanha onde

foram coletados os dados de campo, onde foram coletados os dados de

campo................................................................................................................86

Figura V.5 Ilustrao mostrando o ngulo de projeo das velocidades resultantes

em relao ao eixo principal do canal do Porto de Itaja...................................93

xiv

Figura V.6 Ilustrao mostrando o monitoramento utilizado na campanha de

medies no canal de acesso ao Porto de Itaja.............................................104

xv

NDICE DE GRFICOS

Grfico V.1 Representao das velocidades u, v e w projetadas longitudinalmente e

transversalmente ao eixo do canal Mar vazando s 07:30h.........................96


transversalmente ao eixo do canal Mar enchendo s 09:40h......................97






longitudinalmente ao eixo do canal Mar enchendo s 11:10h......................98








transversalmente ao eixo do canal Preamar s 14:10h..................................99

Grfico V.10 Representao das velocidades u, v e w projetadas longitudinalmente

e transversalmente ao eixo do canal Mar vazando s 15:00h......................99


e transversalmente ao eixo do canal Mar vazando s 15:40h....................100






e transversalmente ao eixo do canal Mar vazando s 17:56h(1)...............101





xvi

NDICE DE TABELAS

Tabela II.1 Relao dos processos de dragagem j utilizados no Porto de Itaja......31

Tabela II.2 Demonstrao da situao do edital para Dragagem no Porto de Itaja.

Fonte: Stio www.transportes.gov.br..................................................................35

Tabela III.1 Sumrio das atividades iniciais de monitoramento para o processo de

dragagem por injeo de gua. Fonte: Dredging Research Technical Note 3

10, 1993..........................................................................................................40

Tabela III.2 Relao dos equipamentos de dragagem por injeo de gua da

empresa holandesa Van Oord, em operao em vrios pases. Fonte: Stio

www.vanoord.com.............................................................................................56

Tabela III.3 Registros dos principais parmetros obtidos durante a operao de

dragagem por injeo de gua no Rio Mississipi EUA. Fontes: Dredging 94,

1994 e Stio eletrnico www.vanoord.com.........................................................58

Tabela IV.1 Comparao das taxas de produo dos processos de dragagem

convencionais, representados pelas dragas de alcatruzes e

autotransportadoras, com os processos hidrodinmicos, representados pela

draga por injeo de gua.................................................................................73

Tabela V.1 Valores dos nmeros adimensionais: Froude densimtrico, Richardson e

Reynolds, calculados para a corrente de densidade, a partir do conceito de

similaridade de escoamentos naturais simulados em laboratrios e com os

dados obtidos em campanhas de medio do processo WID...........................80

Tabela V.2 Registro da Tbua de Mars do dia 9 de maro de 2005, no Porto de

Itaja. Fonte: Tbua de Mars da Diretoria de Hidrografia e Navegao DHN

da MB.................................................................................................................90

Tabela V.3 Relaciona os nomes dos arquivos com os respectivos horrios das

incurses, para coleta de dados da Campanha de Medies, incluindo as

condies da mar astronmica no Porto de Itaja e a situao operacional dos

equipamentos de dragagem..............................................................................92

Tabela V.4 Indicao da direo convencionada das velocidades mdias em relao

coluna de gua...............................................................................................95

Tabela V.5 Registros dos resultados obtidos das amostras recolhidas da coluna de

gua durante a campanha de medies no canal de acesso ao Porto de Itaja,

no dia 9 de maro de 2005..............................................................................105

xvii

LISTAGEM DE ABREVIATURAS

A = Amostra

a.C. = Perodo da histria antes do nascimento de Cristo

ADV = Acoustic Doppler Vector Medidor de Correntes

AL = Draga de Alcatruzes

ALUMAR = Alumnio do Maranho

AMFRI = Associao dos Municpios da Foz do Rio Itaja-A

ATM = Draga Autotransportadora de Mdio porte

B1 = Bero de atracao n 1




BVQI/in Metro = Bureau Veritas Quality International / Nacional

BVQI/RVA = Bureau Veritas Quality International / Internacional

C = Concentrao de sedimentos no fluido

CEDA = Central Dredging Association

CODESP = Companhia Docas do Estado de So Paulo

COPPE = Instituto Luiz Alberto Coimbra de Ps-graduao e Pesquisa de Engenharia

COSIPA = Companhia Siderrgica Paulista

CTD = Condutividade Condutivmetro

CVRD = Companhia Vale do Rio Doce

CS = Clam-Shell Draga de Caamba

d.C. = Perodo da histria depois do nascimento de Cristo

DELFT = Universidade Holandesa especializada em Hidrodinmica

DHN = Diretoria de Hidrografia e Navegao

DNIT = Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

DRP = Dredging Research Program

E = Ponto Cardeal Leste

EADI = Estao Aduaneira de Itaja

ebb-WID = Dragagem por Injeo de gua no perodo da mar vazando

EIA = Estudo de Impacto Ambiental

EPA = Enviromental Protection Agency

F+A = Filtro + Amostra

FOSFERTIL = Fertilizantes Fosfatados S/A

xviii

GPS = Global Position System

HOM = Horas de Operao no Ms

HPA = Hidrocarbonetos Policclicos Aromticos

IBAMA = Inst. Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renovveis

INPH = Instituto Nacional de Pesquisas Hidrovirias atual IPH/CDRJ

ISSO = International Standard Organization

LD = Linha dgua

LDSC = Laboratrio de Dinmica de Sedimentos Coesivos

LISST = Laser In-Situ Scattering and Transmissometry

MB = Marinha do Brasil

N = Ponto Cardeal Norte

NNE = Ponto Cardeal Norte-Nordeste

N.Seq. = Nmero da seqncia

OBS = Sensor de Medio da Turbidez

OSPAR = Operational and Strategic Planning and Research

P+A = Prato + Amostra

PAH = Poly Aromatic Hydrocarbons

PC = Personal Computer

PEnO = Programa de Engenharia Ocenica

PORTOBRAS = Empresa de Portos do Brasil

Pot. = Potncia

Rel = Relao

RIMA = Relatrio de Impacto do Meio Ambiente

RO-RO = Navios que possui acesso por rampas laterais ou de popa

S = Ponto Cardeal Sul

SEBA = Sea-Based Activities

SR = Draga de Suco e Recalque

SSW = Ponto Cardeal Sul-Sudoeste

T = Turbidez

TECONVI = Terminal de Contineres do Vale de Itaja

TMP = Taxa Mdia de Produo

UFRJ = Universidade Federal do Rio de Janeiro

USEPA = U.S. Environmental Protection Agency

WID = Water Injection Dredging Dragagem por Injeo de gua

xix

LISTAGEM DE SMBOLOS

g = Grama

h = Hora

m = Metro linear

r = Radianos

t = tonelada

u = Velocidade no eixo dos x

v = Velocidade no eixo dos y

w = Velocidade no eixo dos z

C = Concentrao de sedimentos

T = Turbidez

V = Volts

gf = Fora gravitacional

gf(x) = Fora gravitacional projetada no eixo dos x

gf(y) = Fora gravitacional projetada no eixo dos y

hb = Altura da camada fluidificada

hp = Profundidade

h(x) = Altura da pluma de sedimentos

u = Velocidade u projetada no eixo do canal

v = Velocidade v projetada na coordenada y referente ao eixo do canal

w = Velocidade w

Cb = Capacidade de carga do batelo

Cc = Capacidade da caamba

Cd = Ciclo de dragagem

Ce = Coeficiente de enchimento

Cec = Coeficiente de enchimento da caamba

Cel = Condutividade eltrica em .Siemens.cm-1 Co = Ciclo operacional

Cop = Coeficiente operacional

D50 = Dimetro mdio das partculas de uma amostra

Es = Empolamento sugerido

Hop = Horas operacionais

Ht = Horas totais Regime de trabalho (24h/dia x 26 dias)

H(x) = Altura da coluna de gua

xx

Lcd = Distncia percorrida pela corrente de densidade

Nc = Nmero de ciclos mensais

Pd = Produo de dragagem

Rr = Rotao do rosrio

Sa = Salinidade em ppt

St = Declividade do talude do leito do corpo hdrico

Ta = Tempo de atracao

Tc = Tempo de carga do batelo

Td = Tempo de desatracao

Tp = Taxa mdia de produo

Vb = Volume da cisterna do batelo

Vc = Volume da cisterna in situ

Ve = Velocidade mdia de avano da corrente de densidade

Vm = Volume mensal in situ

Vt = Volume total da cisterna

Ws = Velocidade de queda

Fr = Nmero de Froude

Re = Nmero de Reynolds

Ri = Nmero de Richardson

Vu = Velocidade mdia na direo norte-sul

Vv = Velocidade mdia na direo leste-oeste

Vw = Velocidade mdia na direo da linha de profundidade

Vu = Velocidade mdia projetada no eixo do canal

Vv = Velocidade mdia projetada perpendicular ao eixo do canal

Vw = Velocidade mdia projetada na linha da profundidade

Vuv = Velocidade resultante das velocidades projetadas u e v

m2 = Metro quadrado

m3 = Metro cbico

kW = Quilowatt

km = Quilmetro

ml = Mililitro

mm = Milmetro linear

Hz = Hertz

kVA = Quilovolt-amper

mHz = Mega-hertz

xxi

min = Minuto

rpm = Rotaes por minuto

ton = Tonelada

ppt = Percentage per thousand

g/l = Grama por litro

Kg/m3 = Quilograma por metro cbico

kW/m3.h-1 = Quilowatt por metro cbico por hora

m/min = Metro por minuto

m/s = Metro por segundo

m.s-1 = Metro por segundo

m3/h = Metro cbico por hora

m3.s-1 = Metro cbico por segundo

mg/l = Miligrama por litro

mg.l-1 = Miligrama por litro

Micromhos.cm-1 = Unidade de condutividade

Micro.Siemens.cm-1 = Unidade de Condutividade

= ngulo do talude do leito do corpo hdrico = ngulo da velocidade resultante Vuv em relao ao eixo do canal = ngulo de defasagem entre o ponto cardeal leste e o eixo do canal 0 = Densidade (peso especfico) do fluido ambiente 1 = Densidade (peso especfico) da corrente de densidade s = Densidade (peso especfico) do sedimento (s,t) = Densidade (peso especfico) em funo da salinidade e temperatura (s,t,c) = Densidade (peso especfico) em funo da salinidade, temperatura e concentrao (mistura) = Densidade (peso especfico) da mistura S = Micro-Siemens (unidade de condutividade) /l = Mcron por litro = Aproximadamente C = Grau Celsius

> = Maior que < = Menor que = Maior ou igual a = Menor ou igual a = Porcentagem por mil

1

I INTRODUO

O transporte aquavirio responsvel pela movimentao de

aproximadamente 90% das cargas mundiais, tornando-se, portanto, o principal meio

de locomoo de cargas do planeta. Atualmente, o transporte martimo internacional

utiliza navios cada vez mais especializados, bem como assistidos de modernas

tcnicas de gerenciamento e comunicao, direcionando as suas atenes para a

nova demanda de navios econmicos. A explorao da economia de escala, refletidas

no aumento de porte dos navios, uma caracterstica marcante na evoluo da

indstria do transporte martimo e est intimamente ligada agilizao das operaes

porturias, assim como a preservao de seus acessos aquavirios.

Para atender as exigncias de um mercado mundial altamente

competitivo, a maioria dos portos teve que aumentar no somente a profundidade

como ainda a largura de seus canais de acesso, beros de atracao e bacias de

evoluo, de maneira a garantir que as diversas embarcaes, cada vez maiores em

tamanho e calado, economicamente mais rentveis, possam trafegar por vias

aquticas naturais ou artificiais, penetrar em baias protegidas e aproximarem-se das

reas porturias para o embarque e desembarque das cargas transportadas.

Vrias centenas de milhes de metros cbicos so dragados

anualmente, em todo o mundo (GOES FILHO, 2004), grande parte desta quantidade

de sedimentos removida de portos que apresentam constantes assoreamentos1,

gerados por aes naturais ou antrpicas, atuantes nas proximidades destes

ambientes hdricos. Portanto, tornou-se necessrio, preservao destas

profundidades, o emprego constante de dragagens de manuteno, principalmente em

portos localizados em esturios que necessitam destes servios em escala cada vez

mais crescente.

A evoluo dos equipamentos e das tcnicas de dragagem vem acompanhando as demandas impostas pela modernidade e pela competitividade. Uma

nova metodologia foi desenvolvida, na dcada de 90, para atender as operaes de

1 Materiais depositados em leitos aquticos provenientes da sedimentao de partculas suspensas na coluna de gua, oriundas de aes naturais ou artificiais.

2

dragagens de manuteno, dando origem a um novo tipo de dragagem hidrodinmica

denominada dragagem por injeo de gua, conhecida pela sigla WID Water Injection Dredging, onde a versatilidade dos equipamentos e o baixo custo operacional

motivaram a grande expanso operacional deste mtodo. Este trabalho visa

apresentar as principais caractersticas operacionais desta metodologia.

I.1 Objetivos

Descrever as caractersticas bsicas da dragagem por injeo de gua, assim como os equipamentos necessrios.

Comparar esta metodologia de dragagem hidrodinmica com a dragagem convencional.

Observar as caractersticas do escoamento no esturio do Rio Itaja-A e sua possvel influncia na operao de dragagem.

3

I.2 Estrutura do Texto

A descrio do texto foi dividida em sete captulos, para possibilitar uma

melhor estruturao e compreenso dos principais tpicos do processo em estudo:

I Introduo Detalhamento das motivaes que propiciaram a escolha do

tema, assim como os objetivos e propostas do estudo apresentado.

II Caracterizao dos Mtodos de Dragagem Envolve o histrico da evoluo

da dragagem, definio dos tipos de operao de dragagem, alm da

classificao dos processos de dragagem existentes na atualidade, segundo

alguns autores. Por fim, descreve vrias especificaes do Porto de Itaja,

detalhando as caractersticas de dragagem no seu acesso aquavirio.

III Dragagem por Injeo de gua Este captulo faz uma breve anlise

operacional desta metodologia, relaciona os equipamentos e acessrios de

dragagem, menciona a interferncia da dragagem hidrodinmica em relao

biota local e transcreve os estudos realizados, na Holanda, sobre a atuao do

processo WID em leitos com materiais contaminados. Descreve a importncia

do monitoramento por instrumentos, alm de avaliar a corrente de densidade

atravs dos nmeros adimensionais: Froude densimtrico, Richardson e

Reynolds. Finalmente ilustra, por meio de um Diagrama em Blocos, a

interligao das atividades que envolvem o processo WID.

IV Anlise Comparativa dos Mtodos de Dragagem Apresenta uma comparao

tcnica operacional do processo WID com a Dragagem Convencional.

V Anlise do Processo Hidrodinmico da Metodologia WID Definio terica de

corrente de densidade e a importncia das correntes naturais presentes nessa

operao de dragagem. So apresentados os resultados da campanha de

medies, atravs de grficos e tabelas, realizada no Rio Itaja-A, no Porto

de Itaja em 9 de maro de 2005, onde a dragagem por injeo de gua est

sendo realizada.

VI Discusso das Condies de Dragagem no Porto de Itaja Analisa a trajetria

dos sedimentos e as interferncias na operao de dragagem em Itaja.

VII Concluses e Recomendaes Descreve os principais aspectos operacionais

do processo WID, assim como a necessidade das campanhas de campo,

dando nfase aos resultados encontrados. Faz algumas recomendaes sobre

a utilizao deste mtodo de dragagem.

4

II CARACTERIZAO DOS MTODOS DE DRAGAGEM

II.1 Histrico e Evoluo da Dragagem

Limpar ou desobstruir vias navegveis com dragas uma definio

clssica para dragagem, j GOES FILHO (2004) define a dragagem como um

processo de relocao de sedimentos e solos para fins de construo e manuteno

de vias aquticas, de infraestrutura de transporte, de aterros e de recuperao de

solos ou de minerao. De fato, a evoluo das metodologias de dragagem

possibilitou uma ao de maior mbito tornando-se mais abrangente e, at mesmo,

imprescindvel no auxlio para remoo de escombros, na recuperao de achados

arqueolgicos, em obras que necessitem de aterros especiais, na explorao industrial

de depsitos naturais de minerais, pedras preciosas e recursos marinhos de valor

comercial (Comptons Encyclopedia, 1998) ou, ainda, em dragagens de recuperao

do meio ambiente aqutico (Ge Study Report, 1998).

Historicamente, existem referncias abertura de canais para

navegao desde a mais remota antiguidade, ou seja, aproximadamente 5.000 anos

antes de Cristo, entre os Sumrios (MARTINS, 1974). Podemos mencionar ainda

importantes servios hidrulicos, tais como: a abertura do Canal da Babilnia; o

traado entre os Rios Tigre e Eufrates; a navegabilidade no Rio Eufrates determinada

por Nabucodonosor 600a.C (BRAY, 1997; Comptons Encyclopedia, 1998); uma

ligao predecessora do Canal de Suez, entre o Rio Nilo e o Mar Vermelho; a

drenagem do Lago Fucino 43a.C. Porm, o mais longo e antigo canal aqutico ainda

existente o Grande Canal da China, com mais de 1600 km de extenso o que levou

cerca de 2000 anos para ser construdo suas obras iniciaram no sculo 7a.C. e

terminaram por volta do ano 1280d.C.. Na Europa, os pioneiros na construo de

canais foram os italianos, muito embora os franceses prezem pela quantidade e

extenso de suas vias aquticas. J na Grcia Antiga, eram construdos canais

artificiais com fins de irrigao e tambm para unir corpos de gua. Atualmente, os

holandeses so os que mais investem em tecnologia de dragagem, principalmente, na

construo de canais para drenagem de seu territrio (TORRES, 2000; Comptons

Encyclopedia, 1998).

5

Em particular, a dragagem hidrodinmica objeto deste trabalho e que

ser descrita posteriormente, remonta da Idade Antiga onde, na ndia, j existia

indcios do uso deste mtodo para remover os assoreamentos causados ao Rio Indus

(MARTINS, 1974). Na poca, esta operao de dragagem era efetuada atravs do

arrastamento de troncos de madeira, posicionados verticalmente em embarcaes

propulsadas a vela ou remos, atuando em contato com o material de fundo do rio,

visando ressuspender os sedimentos que, posteriormente, eram deslocados atravs

da hidrodinmica natural do corpo hdrico, gerando, com isto, o aprofundamento do

leito aqutico.

II.2 Tipos de Operao de Dragagem

As operaes de dragagem mais comuns so definidas pelas

caractersticas bsicas e finalidades operacionais que envolvem o processo de dragagem. Seguindo a concepo de alguns livros e peridicos (USEPA, 1994; GE

Study Report, 1998; TORRES, 2000; GOES FILHO, 2004) podemos destacar os

seguintes tipos de operao de dragagem:

II.2.1 Dragagem de Aprofundamento ou Inicial

determinada pelo aprofundamento virginal2 do leito aqutico, onde,

normalmente, a coeso entre as partculas mais intensa. Os equipamentos de

dragagem so mais robustos e adaptados a cada tipo de situao operacional.

A metodologia e o equipamento adequado so condies prioritrias

para se obter bons resultados neste tipo de operao. A diversificao determinada

pelas caractersticas do material existente no fundo aqutico, podendo ser empregada

a derrocagem subaqutica como parte deste processo operacional. Geralmente, estas

operaes so caracterizadas por (GOES FILHO, 2004):

Movimentao de grandes quantidades de material dragado. 2 Aprofundamento em locais onde a dragagem nunca foi efetivada.

6

Remoo de solos compactos. Dragagem de camadas de solos no alteradas. Baixa presena de contaminantes. Camadas para dragagem com espessuras considerveis. Atividades de dragagem no repetitivas.

II.2.2 Dragagem de Manuteno definida como uma operao mais suave3, onde a remoo dos

sedimentos facilitada devido a pouca coeso das partculas depositadas

recentemente4 no leito aqutico. Esta caracterstica facilita a utilizao da maioria dos

processos de dragagem existentes na atualidade. Geralmente, consiste em uma

tcnica operacional sucessora dragagem de aprofundamento. Possui como

principais caractersticas (GOES FILHO, 2004):

Quantidade de material a ser dragado varivel. Remoo de solos no compactos. Possvel presena de materiais contaminados. Ocorrncia mais freqente em canais de navegao e portos. Atividade, normalmente, repetitiva e rotineira.

II.2.3 Dragagem de Minerao

composta por equipamentos especificamente construdos para

extrao de minerais com valor econmico como: argilas, areia e cascalho, para

utilizao em indstrias e na construo civil, podendo ainda ser utilizada em aluvies

fluviais para extrao de ouro e pedras preciosas.

3 Caracterizao atribuda para dragagens em solos aquticos de fcil remoo. 4 Definio de tempo insuficiente para consolidar uma forte coeso das partculas.

7

II.2.4 Dragagem Ambiental ou Ecolgica Caracteriza-se pela utilizao de dragas ecolgicas para remoo, to

somente, da camada de materiais contaminados depositados no fundo do corpo

hdrico, como tambm na linha da gua quando ocorrem vazamentos acidentais de

leos ou derivados de petrleo no meio aqutico. So equipamentos desenhados para

trabalharem induzindo pouco efeito de turbidez na coluna de gua, normalmente

causados pelos processos de dragagem convencionais. Procedimentos rigorosos so

exigidos para a dragagem e deposio final do material. A eficincia da dragagem

ecolgica est restrita a observao dos seguintes fatores (GOES FILHO, 2004):

Minimizao da disperso de sedimentos contaminados para as reas adjacentes ao stio de dragagem;

O manejo, tratamento e despejo do rejeito de dragagem devem ser efetuados de modo seguro do ponto de vista ambiental;

A operao deve ser completada no menor tempo possvel, resultando na mxima remoo de sedimentos contaminados e na

mnima remoo de sedimentos limpos.

Na dragagem ambiental a remoo do material contaminado se

procede cuidadosamente, sendo constantemente associada a um programa de

tratamento, reutilizao ou relocao do mesmo. Possui como caractersticas mais

usuais:

Volumes reduzidos de dragagem. Presena de materiais contaminados. Remoo de solos no compactados. Atividade com tendncia no repetitiva.

II.2.5 Dragagens Especiais

So constitudas por equipamentos projetados ou adaptados para

casos particularizados de dragagem, como por exemplo, dragagens em grandes

profundidades, retirada de escombros e outras operaes especiais. Dependendo da

situao existe a possibilidade da utilizao de equipamentos robotizados.

8

II.2.6 Dragagens Naturais ou Eroso So identificadas pela ao de forantes hidrodinmicos naturais presentes no corpo hdrico, muito comuns em regies estuarinas, onde o incremento

da vazo de guas continentais, devido ao perodo de fortes chuvas, ou alteraes na

incidncia de ventos e de ondas de mars astronmicas ou meteorolgicas, tornam

vivel o deslocamento dos sedimentos de fundo para outros stios. Podendo, sob

certas condies, haver retorno do material removido ao mesmo ponto inicial, como

por exemplo, em lagos ou lagoas, cujos efeitos hidrodinmicos contornam todo o seu

permetro. Neste tipo de dragagem, normalmente, no existe interferncias induzidas

artificialmente nas aes que caracterizam o processo.

II.2.7 Dragagens para Aterros Hidrulicos So, basicamente, desempenhadas pela atuao de dragas hidrulicas

ou mecnicas, podendo ser utilizados bateles especiais tipo split-barge5 no intuito de

recalcar ou transportar gros de areia para reurbanizao de reas costeiras,

construo de rodovias e aeroportos ou, ainda, para engordamento6 de praias.

Figura II.1 Ilustrao de uma draga dotada com o sistema SPLIT que caracteriza a abertura longitudinal da cisterna para despejo do material dragado. Fonte: Bandeirantes. 5 Tipo de embarcao onde a abertura da cisterna longitudinal em todo seu comprimento. 6 Termo atribudo para definir incremento de areia para acreso ou recomposio de praias.

Abertura Longitudinal da Cisterna

9

Figura II.2 Ilustrao de uma draga hidrulica recalcando sedimentos para restaurao de uma rea costeira. Fonte: Bandeirantes Dragagem.

II.3 Classificao dos Processos de Dragagem

A diversificao dos processos de dragagem foi motivada pela

necessidade de transpor as dificuldades impostas pela prpria natureza. Contudo, a

evoluo destes mtodos continua se desenvolvendo atravs de estudos e pesquisas

em laboratrios ou, at mesmo, em modelagens matemticas, visando melhorar as

tcnicas de operao e a eficincia dos equipamentos, no intuito, tambm, de

minimizar os custos operacionais.

Segundo alguns autores e peridicos (DAVIS et al., 1990; BRAY et al.,

1997; Relatrio SEBA, 1999; GOES FILHO, 2004), podemos distinguir, como

principais e mais utilizadas tcnicas, os seguintes processos de dragagem:

Draga Leblon Cisterna 880 m3

Restaurao da Praia de Olinda - PE

Clam-Shell 3 jd3

Jato de gua com areia

10

II.3.1 Processos Mecnicos de Dragagem So caracterizados pela atuao mecanizada dos equipamentos para a

remoo dos sedimentos de fundo. Os equipamentos de dragagem mais conhecidos

que utilizam este processo so: Draga de Alcatruzes (Bucket line Dredge), Draga de

Caamba (Clam-Shell), Caamba tipo Mandbulas (Grab Dredge), Escavadeiras

Frontais (Dipper Dredges), Retro-Escavadeiras (Hoes), Ps de Arrasto (Draglines).

Devido simplicidade e semelhana com os equipamentos utilizados

em terraplenagem, os equipamentos mecnicos de dragagem foram os primeiros a ser

desenvolvidos. Geralmente, o material dragado lanado em cisternas de bateles

que transportam estes sedimentos at a rea de deposio final. As dragas mecnicas

podem possuir propulso prpria ou no, as no propelidas so conhecidas como

dragas estacionrias. A seguir ilustramos alguns destes equipamentos, assim como os

principais detalhes que permitem sua operao em meios aquticos.

Figura II.3 Ilustrao do esquema operacional de uma draga de alcatruzes mostrando o conjunto de caambas que atuam continuadamente na remoo do material de fundo. Fonte: Stio eletrnico www.ihcholland.com.

Espessurade Corte

Cabo doSuspensrio

DRAGA DE ALCATRUZES

Lana deDragagem

Guindaste de Proa

Flutuante sem Propulso

Tombo Inferior

TomboSuperior Guindaste

de Popa

Charutos de Popa BB e BE

Superestrutura

Mastro Principal

Charutos de Proa BB e BE

Caambas do Rosrio

Guinchos de Proa

Guinchos de Popa

Dalas BB/BE

11

Figura II.4 Ilustrao do esquema operacional de uma draga retroescavadeira mostrando o carregamento em uma barcaa e seu sistema de posicionamento no fundo, atravs de dois charutos de fixao do flutuante. Fonte: Ges Filho, 2004.

Figura II.5 Ilustrao do esquema operacional de uma draga de caamba (Clam-Shell) mostrando o guindaste responsvel pela movimentao da caamba e os cabos presos ao flutuante que possibilitam o ciclo de corte de dragagem. Fonte: Ges Filho, 2004.

Charutos deFixao para

Dragagem

Flutuante sem propulso

DRAGA RETROESCAVADEIRA

Retro Escavadeira

Caamba


DRAGA DE CAAMBA

Cabos de movimentao do Flutuante proa e popa

Caamba de Dragagem

Guindaste de Dragagem

Guincho Cabo Guia da

Caamba

Cabo de Iamento

12

II.3.2 Processos Hidrulicos de Dragagem

A atuao de bombas hidrulicas para succionar e recalcar os

sedimentos, que podem ser fragmentados mecanicamente por desagregadores ou

hidraulicamente atravs de fortes jatos de gua, uma das principais caractersticas

deste processo. Podemos citar os seguintes tipos de equipamentos: Dragas

Autotransportadoras (Hopper Trailing Suction Dredges) e Dragas de Suco e

Recalque (Cutter Suction Dredges), as quais podero ser propelidas ou no.

Durante a remoo do material dragado formada uma mistura de

gua com o material slido do leito, que bombeado para tubulaes flutuantes a

distncias compatveis com a potncia dos equipamentos no caso de dragas de

suco e recalque ou em bombeamentos para dentro de cisternas no caso de

dragas autotransportadoras (GES FILHO, 2004), que tambm possuem a alternativa

de recalcar os sedimentos em tubulaes. Existe ainda a possibilidade de bombear o

produto da dragagem para bateles acostados a contrabordo das dragas.

As dragas hidrulicas so constitudas de tecnologias mais recentes e,

geralmente, possuem maior rendimento operacional que as dragas mecnicas.

Figura II.6 Ilustrao do esquema operacional de uma draga autotransportadora mostrando a atuao das duas bocas e dos dois tubos de suco durante a dragagem, dispostos em cada lado da embarcao. Fonte: Stio eletrnico www.ihcholland.com.

DRAGA AUTOTRANSPORTADORA

Bocas de Dragagem BB e BE

Tubos de Suco BB e BE

Guindaste de Manuteno

Cisterna para armazenamento do material dragado

Superestrutura

Tubulao de Recalque Para a Cisterna

Propulsores Principais BB e BE

Propulsor Lateral

Bomba SucoIntermediria

BB e BE

Tubos de Jato de gua BB e BE

Leme

13

As dragas de suco e recalque cutter suction dredges so,

normalmente, equipamentos sem propulso que atuam em regies costeiras, sendo

muito utilizadas em aterros hidrulicos para construo de aeroportos ou restaurao

de praias. Geralmente, so equipadas com um desagregador mecnico instalado na

extremidade da lana de dragagem junto ao tubo de suco, que atua por rotao

desagregando o material do leito, o qual aspirado pela bomba de dragagem. Estas

dragas, como as dragas mecnicas, tambm so conhecidas como estacionrias e a

utilizao dos charutos, normalmente localizados a r, juntamente com as lanas e

ncoras de arinque, funcionam para dar apoio durante a dragagem, possibilitando o

avano e o giro da draga swing7 movimento responsvel pelo ciclo de corte de

dragagem.

Figura II.7 Ilustrao do esquema operacional de uma draga de suco e recalque atuando com um desagregador na ponta da lana de dragagem mostrando as ncoras de arinque que permitem o movimento lateral e , juntamente com os charutos de fixao, propiciam o ciclo de corte de dragagem do equipamento. Fonte: www.ihcholland.com.

7 Nome do movimento que resulta na largura de corte da draga de suco e recalque.

DRAGA DE SUCO E RECALQUE

Charutos BB e BE para Dragagem


Tubo de Recalque

Tubo de Suco

Desagregador

Lana de Dragagem

ncora de Fundeio

Cabine de Dragagem

Suspensrio

Mastro Principal Lanas de Arinque

ncoras de Arinque

BB e BE

14

II.3.3 Processos Mistos de Dragagem

So identificados pela ao conjunta e simultnea dos processos

mecnicos e processos hidrulicos. Como exemplo desta tecnologia pode-se registrar

as dragas de suco e recalque com roda de caambas instalada na ponta da lana.

Este mecanismo remove o material de fundo mecanicamente lanando-o diretamente

na linha de suco hidrulica da draga.

Uma das caractersticas deste tipo de equipamento de poluir menos

que as dragas mecnicas e hidrulicas, pois o processo de remoo mecanizado e a

posterior suco do material dragado fluindo pelo tubo de suco acarretam em menor

disperso dos sedimentos na coluna de gua.

Apesar de se constituir em uma draga de processo misto, o seu ciclo de

dragagem idntico ao das dragas hidrulicas de suco e recalque.

Figura II.8 Ilustrao do esquema operacional de uma draga de suco com roda de caambas na ponta da lana de dragagem mostrando as ncoras de arinque que, juntamente com os charutos, so responsveis pelo ciclo de corte de dragagem. Fonte: www.ihcholland.com.

DRAGA DE SUCO COM RODA DE CAAMBAS


Charutos BB e BE de Dragagem Roda de Caambas

Lana de Dragagem

Cabine de Dragagem Tubo de Recalque

Tubo de Suco

Suspensrio

ncora de Fundeio

Mastro Principal Lanas e ncoras

de Arinque BB e BE

15

II.3.4 Processos Pneumticos de Dragagem

So equipamentos muito utilizados em arqueologia nutica para

recuperar pequenos objetos submersos, trata-se de um tubo de suco utilizando um

sistema com presso de ar comprimido na ponta que induz a aspirao de pequenos

sedimentos de fundo, este mtodo conhecido como Air-lift. Existem dragas

ecolgicas que utilizam, na suco, sistemas pneumticos em seus mecanismos para

atenuar a disperso do material dragado, evitando sua elevao na coluna de gua.

Atualmente, as dragas pneumticas so consideradas as que menos

poluem durante o processo de dragagem, contudo, o maior problema continua sendo a

deposio final dos sedimentos removidos, pois se estima que o custo da disposio

de sedimentos em reas confinadas especiais pode ser de 3 a 6 vezes superior a

simples descarga no mar (HINCHEE et al., 2001). H registros de casos de tratamento

de materiais contaminados com custos variando de 10 a 100 vezes superiores aos da

utilizao sem necessidade de tratamento (HINCHEE et al., 2001).

Figura II.9 Ilustrao do esquema operacional de uma draga pneumtica mostrando a linha de recalque e o equipamento de suco pneumtico em contato com o leito. Fonte: Stio eletrnico www.pneuma.it.

DRAGA PNEUMTICA ECOLGICA


Sistema Pneumtico de Suco

Tubulao Pneumtica de Suco

Cabo de aoTranslao

Compressor

Tubo de Recalque Flutuante

Cabos de Iamento Cabo da Lana

Valv. Distrib. de Ar

16

II.3.5 Processos Hidrodinmicos de Dragagem

Basicamente, estes processos dependem dos recursos hidrodinmicos

induzidos na coluna de gua de forma natural ou artificial a fim deslocar, para outro

stio, os sedimentos de fundo, os quais so suspensos do leito aqutico por ao de

contato mecnico ou hidrulico. considerada uma operao de baixo custo, pois o

transporte do material dragado no efetuado pelo equipamento, mas sim pelas

condies hidrodinmicas presentes no corpo hdrico.

As dragagens naturais tambm utilizam os recursos hidrodinmicos do

fluido como meio de transporte dos sedimentos ressuspensos, constituindo-se num

processo sem intervenes antrpicas, contudo no so consideradas dragagens

hidrodinmicas pela CEDA Central Dredging Association organizao internacional

que se dedica a todo tipo de atividade que envolva a dragagem (Relatrio SEBA,

1999). Neste Relatrio, s foram considerados como processos de dragagens

hidrodinmicas aqueles que so realizados com a atuao de equipamentos de

dragagem.

Figura II.10 Ilustrao de um dos processos de dragagem hidrodinmica mostrando a atuao de uma estrutura slida no leito aqutico, gerando uma pluma de sedimentos que carreada para alm do stio de dragagem pela atuao de forantes hidrodinmicos presentes no fluido. Fonte: Martins (1974).

Estrutura Slida

Embarcao de Trao

Sedimentos Dispersados

Sentido da Embarcao

Fluxo dos Sedimentos

DRAGAGEM HIDRODINMICA

Cabo de Trao

Sedimentos Depositados

Leito Aqutico

Linha da gua

17

II.3.5.1 Metodologia do Processo Hidrodinmico

A dragagem hidrodinmica definida como sendo a deliberada

suspenso ou ressuspenso de uma frao de sedimentos do leito de um sistema

aqutico, atravs de intervenes mecnicas ou hidrulicas, com posterior

deslocamento desse material, da rea de dragagem at o seu depsito final, utilizando

processos hidrodinmicos naturais ou induzidos no fluido (Relatrio SEBA, 1999). A

distribuio dos sedimentos liberados na coluna de gua do corpo hdrico permite o

acompanhamento qualitativo e quantitativo desta metodologia.

Neste processo, no h transporte, do material removido8, por

intermdio de equipamentos de dragagem como bateles ou tubos de recalque, a

prpria coluna da calha hidrulica utilizada como meio de transporte dos sedimentos

at a rea de disposio final, tornando esta operao uma atividade de baixo custo

operacional (ATHMER, 1996), podendo ser utilizada em dragagens de manuteno de

portos e vias navegveis localizados, principalmente, em rios ou esturios

(WINTERWERP et al., 2001).

A quantidade de sedimentos que so transportados9 atravs da coluna

de gua determinada, principalmente, pelas propriedades das partculas, onde: o

tamanho, a forma e a massa especfica so caractersticas fundamentais para

estabelecer a velocidade de queda e a densidade da pluma de sedimentos formada

durante o processo, possibilitando a manuteno desses sedimentos suspensos no

fluido e, consequentemente, um maior carreamento dessas partculas no meio

aqutico (KNOX et al., 1994). J distncia percorrida por esses sedimentos

ressuspensos depende, ainda, do favorecimento das condies hidrodinmicas do

corpo hdrico para gerar uma corrente capaz de deslocar as partculas suspensas na

coluna do fluido (Relatrio SEBA, 1999). Portanto, em Dragagens Hidrodinmicas,

sedimentos finos, com baixa coeso, recentemente depositados no fundo e

localizados em meios aquticos que apresentem condies hidrodinmicas

favorveis10, so caractersticas que determinam uma boa eficincia operacional

desse processo (NETZBAND, 1998).

8 Material desagregado do fundo atravs de procedimentos de dragagem hidrodinmica. 9 Refere-se ao deslocamento dos sedimentos em direo ao depsito planejado. 10 So condies que propiciam o deslocamento da pluma de sedimentos em direo rea de despejo, sem que haja disperso desfavorvel na coluna de gua.

18

Essa metodologia pode ser empregada em conjunto com outros

processos de dragagem, no intuito de mover o material dragado para um novo stio

onde a operao convencional possa atuar com melhor desempenho (ATHMER,

1996).

As tcnicas empregadas nessa dragagem so classificadas em,

dragagem por agitao e dragagem por injeo de gua (Relatrio SEBA, 1999). Suas aplicaes requerem condies especiais nas caractersticas hidrodinmicas

presentes no corpo hdrico, pois enquanto a dragagem por agitao utiliza a faixa

intermediria e superior da coluna de gua, a dragagem por injeo de gua utiliza a

regio prxima ao leito para deslocar o material fluidificado. Contudo, em ambos os

casos, os sedimentos ressuspensos ficam submetidos s correntes naturais ou

artificiais do fluido ambiente, podendo interferir no desenvolvimento da pluma de

sedimentos que, uma vez mobilizada, possui limitaes no controle direcional at a

deposio final das partculas (Relatrio SEBA, 1999; OSPAR Commission, 2004).

Em geral, os locais onde a dragagem hidrodinmica apresenta bom

desempenho devero possuir as seguintes caractersticas (Relatrio SEBA, 1999):

reas com alta concentrao de sedimentos naturais. reas com materiais provenientes de eroso. reas com bom potencial de velocidade de corrente, seja natural ou artificial. reas prximas s grandes depresses aquticas. reas com baixo nvel de materiais contaminados.

II.3.5.2 Tipos de Dragagens Hidrodinmicas Como descrito anteriormente a dragagem hidrodinmica pode ser sintetizada em dragagem por agitao ou dragagem por injeo de gua, essas

tcnicas so precursoras de pelo menos quatro processos de dragagem reconhecidos

atualmente: Agitao, Eroso, Elevao e Injeo, respectivamente (Relatrio SEBA,1999):

19

PROCESSO I II/III IV MTODO INJEO AGITAO/ EROSO ELEVAO TCNICA INJEAO DE GUA ARRASTO/JATO FORTE LANAMENTO

Figura II.11 Ilustrao dos quatro principais processos de dragagem hidrodinmica Injeo, Agitao, Eroso e Elevao. Fonte: Relatrio SEBA 99/12/info.1-E.

A Dragagem por Agitao O processo de dragagem hidrodinmica por agitao realizado pela

atuao mecnica de arraste de uma estrutura slida no leito de um corpo aqutico

(Figura II.10). Essa atuao causa uma turbidez de grande intensidade na coluna de

gua, alm de propiciar uma grande disperso das partculas ao longo da calha

hidrulica, dificultando o controle no transporte desses sedimentos, cujo percurso,

normalmente, interage com a ao hidrodinmica11 presente, naquele momento, no

corpo hdrico (Relatrio SEBA, 1999; OSPAR Commission, 2004).

B Dragagem por Eroso um processo que ocorre quando os sedimentos do leito, com forte

coeso, so removidos por um fluxo de gua de alta presso. O material no fundo 11 Nesse caso, se refere as correntes naturais presentes no corpo hdrico.

I II/III IV

20

deslocado e suspenso at uma pequena faixa na coluna de gua por meio de fortes

jatos de gua, sendo transportados, normalmente, para curtas distncias, dependendo

das atividades hidrodinmicas presentes no corpo aqutico (Relatrio SEBA, 1999;

OSPAR Commission, 2004).

Esse mtodo pode ser empregado com um jato nico ou, em larga

escala, com vrios jatos de gua, os quais so muito utilizados em bocas de

dragagem de dragas autotransportadoras, com a finalidade de desagregar os

materiais de fundo para aumentar o rendimento das bombas de dragagem (Relatrio

SEBA, 1999).

C Dragagem por Elevao

A dragagem hidrodinmica por elevao consiste em um

remanejamento12 dos sedimentos do leito do corpo aqutico para a superfcie da linha

de gua, onde as correntes naturais do corpo hdrico determinam o transporte dessas

partculas. Normalmente, o lanamento do material dragado na superfcie induzido

pelos componentes de dragas convencionais. Podemos citar as dragas

autotransportadoras e as de suco e recalque como equipamentos que propiciam

este processo de dragagem (Relatrio SEBA, 1999).

Nas dragas autotransportadoras o lanamento dos sedimentos na

superfcie realizado, normalmente, atravs do vertedor (overflow13) da embarcao

que se constitui num importante acessrio para aumentar a densidade da mistura

concentrada na cisterna14 da draga, a remessa de parte desse fluido, juntamente com

certa concentrao de sedimentos, para a superfcie da coluna de gua constitui-se no

processo de dragagem hidrodinmica por elevao (Relatrio SEBA, 1999).

Nas dragas de suco e recalque a operao se manifesta quando a

linha de recalque aberta na superfcie da gua gerando o lanamento da mistura na

12 Neste caso, consiste no lanamento do material dragado propositadamente para o ambiente externo da draga, devido s caractersticas operacionais do prprio processo de dragagem. 13 Mecanismo responsvel pela separao da gua e os sedimentos dragados, que so lanados na cisterna de dragas autotransportadoras ou bateles lameiros. 14 Poro da draga autotransportadora ou batelo lameiro onde so depositados os materiais dragados para o seu transporte at a rea de despejo.

21

linha da gua. Ao final do tubo de recalque poder ser fixada uma ponteira de reduo

de dimetro que agiria como um injetor, aumentando a velocidade do fluxo e

propiciando um jato com maior alcance, em relao ao ponto inicial de dragagem.

Figura II.12 Ilustrao de uma draga autotransportadora apresentando o lanamento de sedimentos na superfcie do fluido atravs do vertedor (overflow). Fonte: Stio www.vanoord.com.

D Dragagem por Injeo WID

A dragagem hidrodinmica por injeo de gua caracterizada pela

ao de um jato com baixa presso manomtrica e grande volume de gua,

fluidificando os sedimentos de fundo e gerando uma turbidez prxima ao leito, como

ilustrado na figura II.13. Essa operao gera uma pluma de sedimentos com

densidade maior que o fluido ambiente favorecendo o surgimento do efeito de corrente

de densidade ou corrente de turbidez cujo propsito direcionar as partculas

ressuspensas para guas mais profundas (Relatrio SEBA, 1999).

Este mtodo de dragagem o objeto deste trabalho e ser descrito com

mais detalhes no Capitulo III.

Sedimentos lanados pelo vertedor da Draga

Draga Autotransportadora em operao

22

Figura II.13 Ilustrao do processo de dragagem por injeo de gua mostrando os parmetros necessrios para induzir a formao da corrente de densidade. Fonte: ThamesWeb Maintenance Dredging.

DRAGAGEM POR INJEO DE GUA

Movimento dos Sedimentos

Injeo de gua

Grandes volumes de gua so injetados no fundo para suspender os sedimentos

23

II.4 Dragagem no Porto de Itaja

II.4.1 Especificaes do Porto de Itaja II.4.1.1 Histrico

Segundo registros histricos, os primeiros estudos referentes ao Porto

de Itaja datam de 1905, realizados pela Comisso de Melhoramentos dos Portos e

Rios. Por volta de 1914, foi construda a primeira obra, composta dos 700 metros do

molhe Sul, seguidas mais tarde das obras do molhe Norte. O porto propriamente dito

foi iniciado em 1938, com a construo do primeiro trecho de cais, com 233 metros de

comprimento e estrutura em concreto armado, e do primeiro armazm. No incio da

dcada de 1950 foi construdo o segundo trecho de 270 metros, concluindo-se em

1956 mais 200 metros, alm da construo de um armazm frigorfico, voltado, na

poca, s necessidades da atividade pesqueira.

O Porto de Itaja passou a ser considerado porto organizado em 28 de

junho de 1966, quando foi instalada a Junta Administrativa do Porto de Itaja,

subordinada ao Departamento Nacional de Portos e Vias Navegveis. Em 1976, com a

criao da Empresa de Portos do Brasil S.A. PORTOBRS, o gerenciamento do

terminal itajaiense passou a ser exercido pela Administrao do Porto de Itaja,

diretamente vinculada quela estatal. A partir desse perodo verificou-se um

crescimento acentuado da sua movimentao e, com a melhoria na sua organizao

administrativa, a Administrao do Porto passou a ser um rgo representativo na

comunidade porturia.

Com a lei 8.029, de 1990, a PORTOBRS foi extinta, e aps momentos

de incertezas e indefinies oriundas de uma situao no prevista, e ainda, para que

pudesse continuar com suas atividades normais sem sofrer soluo de continuidade, a

Administrao do Porto de Itaja passou a ser subordinada Companhia Docas do

Estado de So Paulo CODESP, situao que perdurou at 1 de junho de 1995,

quando o Ministrio dos Transportes descentralizou a gesto do porto ao Municpio de

Itaja, atravs da Administradora Hidroviria Docas Catarinense. Em dezembro de

1997, o Porto de Itaja foi delegado ao municpio pelo prazo de 25 anos. Passou a ser

chamado de Superintendncia do Porto de Itaja em 6 de junho de 2000, atravs da

Lei Municipal 3.513.

24

II.4.1.2 Localizao do Porto O Porto de Itaja est localizado margem direita do rio Itaja-Au, a

3,2km de sua foz, no Municpio de Itaja, litoral norte do Estado de Santa Catarina, a

meio caminho entre a capital de Santa Catarina, Florianpolis, e a cidade catarinense

mais populosa, Joinville, sendo suas coordenadas geogrficas: latitude 265402 sul e

longitude 483904 oeste. A zona de jurisdio de porto limita-se ao norte pela divisa

entre os municpios de Barra Velha e Piarras e ao sul at o municpio de Garopaba.

A ilha de Santa Catarina, onde se situa a cidade de Florianpolis,

capital do Estado, se encontra sob a jurisdio do porto de Itaja. O porto

administrado, no momento, pela Prefeitura de Itaja.

Figura II.14 Ilustrao da localizao do Porto de Itaja no litoral de Santa Catarina

Porto de Itaja

25

Do embarque de frangos para o exterior, cerca de 90% realizada pelo

Porto de Itaja. o terceiro no ranking nacional de movimentao de contineres,

registrado durante o ano de 2003, estando em primeiro o Porto de Santos e segundo o

Porto de Rio grande. Assim sendo, o escoadouro natural da economia estadual e

agora tambm de provncias argentinas limtrofes. Sede da AMFRI - Associao dos

Municpios da Foz do Rio Itaja-Au e sede tambm da Capitania dos Portos de Santa

Catarina. considerado um dos principais plos de desembarque pesqueiro nacional

onde vrias industriais de processamento de pescado esto instaladas s margens do

esturio, principalmente no Municpio de Itaja.

A regio constantemente dragada para a manuteno da

profundidade do canal de navegao. A dragagem utiliza uma draga que trabalha

atravs do sistema de injeo de gua, que promove a fluidificao dos sedimentos

finos que constituem o fundo (SCHETTINI, 2002).

A superintendncia do Porto de Itaja, aps dezoito meses de trabalho,

obteve a certificao ISO15 9001:2000, pelo BVQI/Inmetro16, BVQI/RVA17, aceitao

nacional e internacional, respectivamente. Tornando-se, assim, a primeira Autoridade

Porturia, no Brasil, a obter essa certificao, o que qualifica o Porto como prestador

de servios porturios com padro de qualidade internacional.

Em julho de 1983, em conseqncia de fortes chuvas, houve um

grande aumento na vazo e na velocidade das guas fluviais do Rio Itaja-A,

gerando uma forte corrente que causou uma eroso superior a doze metros de

profundidade na regio porturia e, como isto, o afundamento de parte do Cais

prximo ao bero n. 4, alm de profundas alteraes no leito do esturio. Durante

esta cheia, na bacia de evoluo do Porto de Itaja, foi medida a velocidade da

corrente que atingiu 3m/s e o nvel de gua se elevou a cota de 3,80m acima do zero

hidrogrfico da DHN (DIENGRelatrio INPH 65/99, 1999). As obras de reconstruo

do bero danificado encerraram-se em 1988.

15 ISO International Standard Organization Organizao de Padronizao Internacional que, atravs de normas pr-estabelecidas, define a qualificao, atravs de metodologias, para um tipo de servio ou para fabricao de mercadorias. 16 BVQI/Inmetro rgo brasileiro responsvel pela avaliao e acompanhamento das exigncias das normas ISO 9001. 17 BVQI/RVA rgo internacional responsvel pela avaliao e acompanhamento das exigncias das normas ISO 9001.

26

II.4.1.3 Acessos s Instalaes Porturias O acesso rodovirio ao Porto de Itaja pode ser realizado pelas rodovias SC-470 / BR-470, as quais ligam o Municpio de Itaja ao oeste catarinense, passando

por Blumenau; j a BR-101, a 10 km do porto e a SC-486, atingindo Brusque,

estabelecem uma conexo com a malha rodoviria do Estado de Santa Catarina.

Contudo, o Porto de Itaja no possui acesso por via ferroviria.

O acesso martimo inicia-se no canal da barra, na embocadura do rio Itaja-A, que se encontra fixada por dois molhes, norte e sul, e contm a largura

mnima de 100m e profundidade de 10,0m. O canal de acesso constitudo de um

trecho externo e outro interno, com profundidades prximas a 10,0m. A parte externa

(canal da barra) tem cerca de 1,5km de comprimento e largura de 100m a 150m, e a

parte interna, 3,2km, com largura variando entre 100m e 230m.

Figura II.15 Ilustrao do incio do canal interno de acesso ao Porto de Itaja mostrando a entrada da barra. Fonte: Stio www.portodeitajai.com.br.

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Figura II.16 Ilustrao do Porto de Itaja e seu canal de acesso at a sua foz. Fonte: Stio eletrnico www.portodeitajai.cpm.br.

Figura II.17 Ilustrao do Porto de Itaja, ressaltando os meandros do Rio Itaja-A. Fonte: Stio eletrnico www.portoitajai.com.br.

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Figura II.18 Ilustrao dos beros de atracao do Porto de Itaja mostrando parte da bacia de evoluo. Fonte: Stio www.portodeitajai.com.br.

II.4.1.4 Principais Caractersticas Porturias As principais instalaes porturias consistem em um cais acostvel de 740m com quatro beros de atracao, sendo o bero n. 1 B1, para atracao

prioritria de navios portas-continer, ro-ro e navios dotados de pontes rolantes; o

bero n. 2 B2, para atracao prioritria de navios portas-continer ou de carga

geral; o bero n. 3 B3, para navios com atracao prioritria com cargas

frigorificadas e o bero n. 4 B4, condicionada a ordem de chegada.

Possui trs armazns para carga geral totalizando 15.800m, um

armazm frigorfico com 1.180m, ptios asfaltados e alfndegados totalizando

38.000m e retroporto asfaltado de 25.000m.

O terminal de contineres Teconvi Terminal de Contineres do Porto

de Itaja fica localizado atrs dos beros B1 e B2, sendo que um desses beros possui

250m de comprimento e 12m de profundidade e um ptio de contineres na

retaguarda com 22.000m. Na linha do cais os contineres so movimentados por dois

29

guindastes mveis, sobre rodas, com capacidade nominal de 25 contineres por hora

e no ptio sete empilhadeiras, reach stackers, atendem ao terminal.

Nas imediaes do porto est a EADI/Itaja Estao Aduaneira com

rea coberta de armazenagem de 31.500m, rea externa de 121.450m, alm da rea

para contineres de 52.499m.

Na figura II.19, pode-se observar a geografia do Porto de Itaja,

visualizando os beros de atrao e suas retroreas. Como divulgado no stio

eletrnico www.portodeitajai.com.br a expanso do Porto est delineada por grande

parte da colorao alaranjada, nesta rea ainda se encontra a Capitania dos Portos do

Estado de Santa Catarina que ser transferida dessa localidade. Futuramente o

terminal de contineres - TECONVI ser ampliado ocupando toda essa rea

demarcada.

Figura II.19 Ilustrao da geografia do Porto de Itaja, em laranja a rea destinada expanso do terminal de contineres - TECONVI. Fonte: Stio eletrnico do Porto de Itaja, www.portodeitajai.com.br.

rea de Expanso

Porto de Itaja

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Figura II.20 Ilustrao do posicionamento dos beros de atracao e das instalaes atuais do Porto de Itaja. Fonte: Stio www.portodeitajai.com.br.

Figura II.21 Ilustrao das expanses futuras do Porto de Itaja, previstas para ampliao dos novos beros de atracao e das retroreas. Fonte: Stio eletrnico www.portodeitajai.com.br.

Terminal de Continer rea: 105.000m2 / 17.000TEU/ms Investimento: R$60 milhes / 99-00

rea destinada ao Porto Pblico Operado pelos operadores porturios privados rea: 41.000m2

___rea de Arrendamento

Em Estudo pelo CAP: Demolio dos Armazns 1 e 3, na zona porturia

Rio Itaja-A

31

II.4.2 Detalhes da Dragagem no Porto de Itaja II.4.2.1 Tipos de Materiais encontrados no Leito

Os principais materiais encontrados no leito do Rio Itaja-Au so

oriundos de processos sedimentares fluviais e marinhos devido hidrodinmica do

esturio. Normalmente so evidenciados trs tipos de materiais de fundo,

principalmente da regio da bacia do Porto de Itaja, onde encontramos: areia fina,

silte e argila (VARGAS, 1983), com caractersticas de baixa coesividade para uma

operao de dragagem.

Por serem materiais oriundos de sedimentaes freqentes, a operao

de dragagem de manuteno no encontra grandes dificuldades para remoo dos

sedimentos de fundo atravs de equipamentos comuns de dragagem, sejam eles:

mecnicos, hidrulicos e hidrodinmicos, como a seguir so demonstrados:

Processo de Dragagem Equipamento Utilizado

Hidrulico Draga Autotransportadora de Mdio Porte - ATM

Mecnico Dragas de Alcatruzes e de Caamba AL/CS

Hidrodinmico Draga de Injeo de gua - WID

Tabela II.1 Relao dos processos de dragagem j utilizados no Porto de Itaja.

II.4.2.2 Processos de Dragagem Utilizados pelo Porto Os mtodos de dragagem que antecederam o processo WID, utilizado atualmente no Porto de Itaja, foram os processos hidrulicos atravs de dragas

autotransportadoras e os processos mecnicos atravs de dragas de alcatruzes e

dragas de caamba (Clam-Shell).

As dragas autotransportadoras foram as mais utilizadas na manuteno

do canal e bacia de evoluo. Inicialmente, as dragas de pequeno porte com

capacidade de cisterna at 1500m3 foram muito empregadas quando o canal possua

ainda profundidades prximas a nove metros, posteriormente, com o aprofundamento

do canal, foram empregadas dragas com capacidades maiores chegando at

32

equipamentos com 5.000m3. A draga holandesa Lelystad com capacidade de

10.000m3 chegou a realizar dragagem no local, porm, devido ao seu tamanho fsico,

apresentou baixo rendimento durante manobras na rea operacional, principalmente

quando era necessria a sua operao prxima aos beros do cais e bacia de

evoluo. A maior dificuldade operacional dessas dragas hidrulicas era sua operao

nos beros de atracao junto ao cais, pois suas bocas de dragagem nem sempre

conseguiam se aproximar o suficiente para remover os sedimentos depositados nessa

rea, alm de necessitar da liberao, para dragagem, dos navios aportados no local,

gerando dificuldades operacionais para o porto.

Os equipamentos mecnicos, representados pelas dragas de alcatruzes

e dragas de caamba (Clam-Shell), tiveram sua participao na dragagem da bacia de

evoluo e dos beros de atracao, onde suas atuaes eram mais beneficiadas pela

concentrao de material em reas prximas, j que estes equipamentos no so

propelidos o que dificulta sua operao em locais com grande extenso longitudinal. O

material dragado era depositado em bateles que possuam propulso prpria para se

deslocarem at a rea de despejo, normalmente localizada a sete quilmetros da

embocadura do rio Itaja-A. Estes equipamentos necessitavam da liberao de

grande rea para posicionamento de seus cabos de trao para movimentos de

dragagem, exigindo a restri

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2006_mestrado_carlos_lips.pdf