MODULO 6 PP & DRAGAGEM - AFONSO.pdf

8/18/2019 MODULO 6 PP & DRAGAGEM - AFONSO.pdf

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Universidade Federal do Rio de Janeiro

Escola Politécnica

Módulo 4 - Gestão das operações de portos e terminais

Curso de Especialização em Engenharia Portuária

http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiGs-GZzc_KAhWHGpAKHex0DdQQjRwIBw&url=http://www.vli-logistica.com/pt-br/node/465&psig=AFQjCNEVi-PnfWSSxZbFJpGoEdlestxpAw&ust=1454176889324745http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiGs-GZzc_KAhWHGpAKHex0DdQQjRwIBw&url=http://www.vli-logistica.com/pt-br/node/465&psig=AFQjCNEVi-PnfWSSxZbFJpGoEdlestxpAw&ust=1454176889324745http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiTssSZyc_KAhWLGpAKHTXDAEYQjRwIBw&url=http://www.montcalm.com.br/noticia/noticias/nova-obra-ultrafertil-santos-sp&psig=AFQjCNEziiOzuEa0yVM6mAuAp4JnzBf_TQ&ust=1454175813840489http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiTssSZyc_KAhWLGpAKHTXDAEYQjRwIBw&url=http://www.montcalm.com.br/noticia/noticias/nova-obra-ultrafertil-santos-sp&psig=AFQjCNEziiOzuEa0yVM6mAuAp4JnzBf_TQ&ust=1454175813840489


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Prof. Afonso Augusto Magalhães de Araujo 2


UFRJ – Escola Politécnica VLI Multimodal S.A.

Afonso Augusto Magalhães de [email protected]

Professor Adjunto do Departamento de Recursos Hídricos eMeio Ambiente - DRHIMA da UFRJ

Módulo 6 – Planejamento Portuário

DRAGAGEM

março / 2016


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O que é dragagem ?

Operação de escavação e remoção subaquática de solos e rochas,consistindo em quatro fases principais:

Escavação

Transporte vertical

Transporte horizontal

Disposição final ou uso benéfico


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Motivos para a realização de obras de dragagem

Adequar as profundidades aos requisitos de navegação: implantação ou manutenção

Dragagem ambiental para remoção de sedimentos contaminados

Recuperar material para uso benéfico - mineração

Emprego na construção civil:

Aterros hidráulicos – land reclamation

Construções subaquáticas: dutos.

Obras de proteção de praias: engordamentos.


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Ilha artificial construída com dragagem – Aeroporto Internacional de Kansai


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Dragagem realizada para recuperar praias erodidas – Alicante (Espanha)


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Tipos de dragagem

Dragagem de aprofundamento ou implantação

Dragagem de manutenção

Dragagem de remediação ou ambiental

Dragagem de mineração


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Tipos de dragagem

Dragagem de aprofundamento ou implantação:

Movimentação de grandes quantidades de material

Remoção de solos compactos

Em geral apresentam baixa presença de contaminantes

Dragagem de camadas com espessura considerável

Impactos ambientais


9/91Prof. Afonso Augusto Magalhães de Araujo 9


Tipos de dragagem

Dragagem de manutenção:

Quantidade de material variável

Remoção de solos não compactados

Possível presença de contaminantes

Ocorrem que maior frequência em canais de navegação e portos

Atividade repetitiva e rotineira




Tipos de dragagem

Dragagem de remediação ou ambiental:

Volumes relativamente menores

Presença de material contaminado ou altamente contaminado

Remoção de solos leves e não compactados

Atividade não repetitiva




Tipos de dragagem

Dragagem de mineração:

Extração de minerais com valor econômico:

Argilas

Areias e cascalho

Extração de ouro e diamantes em regiões aluvionares




Principais atores e seus papeis em uma obra de dragagem

Interessado direto da execução da obra

Contratante

Projetista

Supervisor da obra

Fiscal do contrato

Empreiteiro

d i li ã h i á i




Etapas de uma obra de dragagem

Levantamento de dados do meio físico:

Levantamentos batimétricos

Investigações geológicas e geotécnicas

Levantamento das condições ambientais

Cronograma de execução

Elaboração do projeto de dragagem

Determinação de custos de operação para licitações

Cálculo de volumes a serem dragados

Estabilidade de taludes

Transporte de sedimentos

Definição da área de disposição

Forma de contratação

C d E i li ã E h i P á i




Etapas de uma obra de dragagem

Realização da operação de dragagem propriamente dita

Disposição do material dragado

Escavação, remoção e transporte do material dragado

C d E i li ã E h i P t á i




Planejamento da dragagem

Ecobatímetros

Levantamentos batimétricos:

Sondagens com profundidades superiores a 5000m

Erro deve ser inferior a 1%

Sonares laterais – side scanners

Prumos






Levantamentos batimétricos - sonares






Levantamentos batimétricos - sonares

Aumento da densidade de dados

Método Und/h(a 100 m)

Razão

Prumo 10 1

Feixe simples 21600 2160

Multifeixe 324000-1500000 32400-150000

O SSMF cobre uma área bidimensional

O SSFS cobre uma área unidimensional






Levantamentos batimétricos – operação SSMF

Permite o aumento da cobertura com aprofundidade

Permite operar em condições de maragitado

Várias opções de montagem – vertical eoblíqua






Levantamentos batimétricos – Sonar lateral

Propicia uma avaliação qualitativa do fundo do mar e complementa a sondagem a feixesimples.





Tipos de Dragas

• Dragas mecânicas

• Dragas hidráulicas

• Dragas combinadas (mecânica/hidráulica)

• Dragas hidrodinâmicas

Quanto ao modo de escavação e operação





Tipos de Dragas: taxas de produção

• Material a ser dragado

Podem variar de 50 [m3/h] para 5.000 [m3/h] ou mais. Mais detalhespodem ser encontrados em Bray (1997).

• Sistema de transporte utilizado

• Métodos e local de disposição utilizado

• Condições meteorológicas e estado do mar

• Tráfego de embarcações

• Tráfego de embarcações

• Profundidade e espessura do material a ser dragado

Principais fatores que afetam as taxas de produção:





Tipos de Dragas – Dragas Mecânicas

Esta categoria usa meios mecânicos para a escavação do material e é emgeral semelhante aos equipamentos utilizados para escavação de terra

seca.

Draga Mecânicas

Caçamba de mandíbulas (Grab, Clamshell)

Escavadeiras frontais (Dipper)

Retroescavadeiras (Backhoe)

Pás de arrasto (Dragline)

Draga de alcatruzes (Bucker-Ladder)




p ç g


Caçamba de mandíbulas – Grab/Clamshell dredge




p ç g



Draga mecânica montada em uma plataforma






Draga mecânica tipo bucket montada em uma máquina hidráulica; Detalhe de um Grab.






São tipicamente utilizadas para a remoção de:

• Areia

• Alguns tipos de argilas

• Ocasionalmente fragmentos de rocha


• Cascalhos e calçamentos

Não são recomendadas para:

• Siltes finos



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As principais características envolvem:

• Habilidade em dragar em águas profundas

• Habilidade em fazer dragagens pontualmente precisas

• São normalmente estacionárias e fixadas no local de escavação através deâncoras.

• Possuem taxas de produção de baixa a moderada, dependo do material a serdragado



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Padrão da dragagem.



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Escavadeiras frontais – Dipper dredge



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Draga mecânica tipo Dipper.




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Trata-se essencialmente de uma pá montada em uma balsa. Sãoparticularmente consideradas para a dragagem de:

• Rochas duras

• Material altamente compactos

• Remoção de fundações subaquáticas antigas




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Retroescavadeira – BackHoe dredge



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Draga mecânica tipo Backhoe montada em uma balsa com ponteiras.




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São tipicamente utilizadas para a remoção de uma gama variada demateriais como:

• Areias, argilas e cascalhos


• Cascalhos e calçamentos

•

Fragmentos de rocha, rochas fraturadas e moderadamente resistentes




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As principais características:

• Possuem limitação de profundidade

• Estão sendo substituídas por grandes backhoes


• Atualmente, a capacidade das pás pode ultrapassar os 15m3



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• Comumente empregado para escavação de áreas secas tem sido cada vez maisempregado para dragagem

• Geralmente não dispões de autopropulsão

• Emprega uma escavadeira montada em um braço articulado.

• Possuem taxas de produção moderada

• Possuem limitações de raio e profundidade. Entretanto, com os atuais evoluçõespodem chegar a ultrapassar 30m.




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Método de execução



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Pá de Arrasto (Dragline)



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Draga de alcatruzes - Bucker-Ladder dredge



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Draga mecânica tipo Bucker-Ladder .




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Descendente da histórica “Mud Mills” (primeira draga) e inventada por

Leonardo da Vince, é uma das formas de dragagem mais antigas ainda em

atividade. Pode ser empregada em uma variada gama de matérias,

incluindo:

Rochas brandas

Argilas rígidas, areias, cascalhos




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Eventualmente podem ser autopropulsadas

Estão caindo em desuso devido a baixa produtividade e interferência com otráfego de embarcações em virtude da linhas de ancoragem

Nível de ruído elevado




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Tipos de Dragas – Dragas Hidráulicas

Esta categoria utiliza bombas hidráulicas centrífugas como força motriz para a

dragagem. Sem cortadores mecânicos, realizam o transporte hidráulico do materialdragado por meio de tubos tanto para a superfície quanto para o local de descarga.

Draga Mecânicas

Sucção e recalque – Plain suction

Sucção e recalque AT de arrasto – Trailing suction hopper dredge

Dustpan (boca larga)



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Draga de Sucção e recalque (SR) – (Plain Suction)



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Descaga com barcaça – (barge loadingsuction dredge)

Descarga via tubulação – (standart plainsuction dredge)



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Draga de sucção e recalque profunda – (Deep suction dredge)



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Draga hidráulica tipo sucção simples





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Podem dragar a grandes profundidades, utilizando-se de bombas centrífugas

montadas em série e jatos de água para fluidificar o material a ser dragado

São eficazes em materiais não consolidados, como areia e cascalho e são

amplamente utilizadas em operações de grandes projetos de recuperação

Por causa de sua incapacidade de lidar com materiais consolidadas e sua

característica de produzir escavações profundas, raramente são adequadas ou

empregadas para projetos de construção de canal ou para o porto

Podem ser estacionárias ou autopropulsadas, embora a autopropulsão não seja

empregada durante o processo de escavação. Têm altas taxas de produção quando

utilizados no material apropriado




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• Eventualmente podem ser autopropulsadas

• Estão caindo em desuso devido a baixa produtividade e interferência com otráfego de embarcações em virtude da linhas de ancoragem

• Nível de ruído elevado

Draga de Sucção e Recalque (SR) – (Plain Suction)




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Draga de Sucção e recalque de boca larga – (Dustpan)

Draga de sucção e recalque de boca larga – (Dustpan)



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Draga de corte (SR) – Cutter Suction Dredge (CDS)

Tipos de Dragas – Dragas Hidráulico-Mecânica



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Draga de corte (SR) – Bucket-Wheel Suction Dredge (CDS)



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Desagregador de lâminas


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Desagregador de disco giratório utilizado em dragagens ambientais



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Draga AT de arrasto – trailing suction hopper dredge




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Draga hidráulica auto transportadora de arrasto





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Draga pneumática -



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Resumo




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Alternativas para a gestão do material dragado

A disposição dos sedimentos/material dragado pode ocorrer:

Em corpos hídricos abertos

Em locais confinados

Tratamento

Uso benéfico



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Em corpos hídricos abertos:

Disposição em oceanos, estuários, rios e lagos sem nenhum tipo de isolamento

Material limpo ou moderadamente contaminado


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Em corpos hídricos abertos – influência do ângulo de incidência e das correntes predominantes


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Disposição em locais confinados:

O material fica isolado do corpo hídrico circundante devido a deposição em local

especialmente projetado – Área de Disposição Confinada (ADC)

USACE / EPA (1992)



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Tratamento do material dragado:

Visa reduzir a concentração de contaminantes tendo como alvo os limites para a

disposição mais adequada

Aplicam-se desde técnicas de separação até incineração

Vem tornando-se mais comum a partir de mudanças na legislação de controle da

disposição



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Uso benéfico:

Com a adoção de uma estrutura de avaliação do material contaminado a partir de

1995 pela Convenção de Londres, muda-se o conceito sobre o material dragado

Polêmica em termos do receptor dos benefícios: “uso benéfico para o meio

ambiente” ou “uso benéfico para o homem” ?

A análise e o processo de manejo deve considerar não apenas questões

ambientais associadas ao material dragado, mas também ao meio ambiente

como um todo



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Convenções e regulações para disposições marítima

Convenção de Londres (1972) :

Destinado a prevenir o lançamento de resíduos e outros matérias.

Até 2003 eram 81 signatários / países membros (inclusive Brasil).

Modificou de forma substancial na forma de abordar o uso do mar para disposição

de sedimentos e outros materiais com restrições ambientais.

Protocolo de 1996 :

Criou-se uma lista do que se pode jogar no mar.



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Principais aspectos do Protocolo de 1996 :

Princípio da precaução: estabelece medidas preventivas sempre que existirem

motivos para se suspeitar que as substâncias introduzidas no ambiente aquático

possam trazer riscos, prejuízos, danos e interferências, mesmo quando não

houver evidência conclusiva da relação entre os efeitos causados e as substâncias

introduzidas

Princípio do poluidor: os custos da prevenção e controle devem, em princípio,

serem de responsabilidade do causador da poluição.



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Principais aspectos do Protocolo de 1996 :

Material dragado.

Materiais que listados no Anexo I e que podem ser lançados:

Lama de esgotos

Depósitos de peixes resultante de operações de processamento industrial.

Embarcações e plataformas ou outras estruturas marítimas construídas pelo

homem.

Matéria orgânica de origem natural

Matéria inorgânica inerte

Materiais de grande volume: chapas de ferro, concreto, aço e demais materiais

inertes



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Prática de incineração no mar, permitida na convenção de Londres foiabolida no protocolo.

Torna claro o que é e o que não é permitido ser lançado.

Estabeleceu-se um período de 5 anos de transição da convenção para oprotocolo.



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Goes, H. A. (2010)

Convenções e acordos internacionais que regulam a disposição de material dragado.


í


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Critério brasileiro de disposição de materiais dragados no mar:

Resolução CONAMA – 454, 01 NOV 2012:

Revoga: 344 (2004) e 421 (2010)

Revoga: 344 (2004) e 421 (2010)

Resolução CONAMA – 454, 01 NOV 2012:


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Tratamento do material contaminado

Considerações gerais:

Não existem soluções e tecnologias únicas

Contaminantes mais usuais:

Metais pesados

Petróleo e seus derivados

HPAs e BCPs (Ascarel)


T d i l i d


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Os principais processos podem ser agrupados em:

Pré-tratamento

Tratamento físico-químico

Bacias de separação

Hidro ciclones

Flotação

Imobilização

Desidratação

Tratamento biológico

Tratamento térmico

Tratamento eletrocinético

Separação magnética


T t t d t i l t i d


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Hidro ciclone:

Uma mistura pastosa é introduzida na câmara alimentadora sob pressão e, com o

auxílio das forças geradas pela alta velocidade angular, as partículas pesadas e

grosseiras são forçadas para as paredes laterais

O fluxo ciclônico gera baixa pressão no centro, fazendo com que os grãos finos e a

água fluam para cima e escapem pela entrada do vórtex. Esse resíduo é chamado de

efluente (overflow )


T t t d t i l t i d


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Hidro ciclone:


T t t d t i l t i d


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Flotação:

Separação das partículas do volume líquido a partir de densidades diferentes

Empregado comumente para separação de petróleo e sulfetos metálicos

Possui capacidade horária de até 500 m3 /h


T atamento do mate ial contaminado


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Desidratação:

Melhoramento da textura do material

Bastante apropriado para sedimentos finos

Solução tende a ser barata, mas é provável que a água necessite tratamento àposteriori

Cuidados para se evitar a contaminação do lençol devem ser adotados




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Desidratação:




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Desidratação:




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Tratamento térmico:

Dissociação térmica: volatilização de contaminantes orgânicos

Incineração: remoção de dioxinas e BCPs;

Imobilização térmica: sedimento funde-se se levado à temperaturas superiores a 1400oC.


Tipos e condições de contratação


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Tipos e condições de contratação

Contratos por preço unitário

Contrato por empreitada global (EPC )

Contrato por arrendamento

Casco nu (bare boat )

Parcialmente tripulado

Tripulado

Regime Diferenciado de Contratação - RDC

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