Documentação Técnica

Documentação Técnica
* Engenharia de Dragagem, Sinalização Náutica, Batimetria, Projetos de Canais Navegáveis, Meio Ambiente, Cartas Náuticas, Software de Navegação, Topografia Básica e outros assuntos técnicos.

* Os leitores poderão ter acesso e fazer download do material na parte inferior desta página.

quinta-feira, 4 de agosto de 2011

Dragagem - Conceitos Básicos

Dragagem define-se como o serviço de escavação nos canais de acesso e áreas de atracação dos portos para manutenção ou aumento da profundidade.

Histórico e Definições

O termo dragagem é, por definição, a escavação ou remoção de solo ou rochas do fundo de rios, lagos, e outros corpos d’água através de equipamentos denominados "draga", a qual é, geralmente, uma embarcação ou plataforma flutuante equipada com mecanismos necessários para se efetuar a remoção do solo. Os principais objetivos da dragagem são o aprofundamento e alargamento de canais em rios, portos e baías; a construção de diques e preparar fundações para pontes e outras estruturas. O processo de dragagem também é utilizado para a exploração de depósitos minerais, diamantes e recursos marinhos de valor comercial tais como alguns tipos de moluscos (Compton’s Encyclopedia, 1998).

Os historiadores relatam que a dragagem é uma arte muito antiga. Vestígios do trabalho humano envolvendo técnicas primitivas de dragagem foram encontrados em muitos locais da Terra e tratam-se de sinais que datam milhares de anos antes de Cristo. Em tais circunstâncias, a embarcação era, provavelmente, uma canoa e o meio de escavação uma pá manuseada por uma pessoa. Na Grécia antiga, eram construídos canais artificiais com fins de irrigação e também para unir corpos d’água, como é o caso de traços encontrados indicando ter havido canais de diversas épocas da história e que ligavam o Rio Nilo ao Mar Vermelho. Também, dados históricos relatam a construção do canal da Babilônia, construído pelo Rei Nabucodonossor, e que unia os rio Tigre e Eufrates (Bray, 1997 e Compton’s Encyclopedia, 1998).

O mais longo e mais velho canal ainda existente é o Grande Canal da China, com mais de 1.600 km de extensão e que levou cerca de 2.000 anos para ser construído (suas obras iniciaram no século 7 AC e terminaram por volta do ano 1280 DC). Na Europa, os pioneiros na construção de canais foram os italianos, porém os franceses prezam pela quantidade e extensão de seus canais. Atualmente, os holandeses são os que mais investem em tecnologia para a construção de canais para a drenagem de seu território. Todos os grandes sistemas hídricos do norte da Europa estão interconectados por canais artificiais (Compton’s Encyclopedia, 1998).

Objetivos

O processo de dragagem apresenta-se dividido em dois grupos (Bray, et al., 1997), que são, a dragagem inicial na qual é formado o canal artificial com a retirada de material virgem, e as dragagens de manutenção, para a retirada de material sedimentar depositado recentemente, com a finalidade de manter a profundidade do canal propiciando a movimentação de embarcações de vários tamanhos em portos e marinas. Um terceiro tipo de dragagem em fase de implantação em muitas partes do mundo é a "dragagem ambiental", a qual procura remover uma camada superficial de sedimento contaminado por compostos orgânicos e inorgânicos, sem que haja a ressuspensão destes contaminantes (GE Study Report, 1998).

Tipos de Dragas

Existem diversos tipos de draga utilizadas comumente neste tipo de operação, as quais são classificadas em mecânica, hidráulica e mista (mecânica/hidráulica), sendo que cada uma destas possui diferentes tipos de mecanismo e operação (ALAD/CBD, 1972, Bray et al., 1997).

As dragas mecânicas são utilizadas para a remoção de cascalho, areia e sedimentos muito coesivos, como argila, turfa, e silte altamente consolidado. Estas dragas removem sedimentos de fundo através da aplicação direta de uma força mecânica para escavar o material, independente de sua densidade. Os principais tipos de dragas mecânicas são as escavadeiras flutuantes (tais como as de caçamba e as de garras) e as dragas de alcatruzes (também conhecidas por "bucket ladder", estas dragas dispõem de uma corrente sem fim com caçambas que trazem o material de fundo até uma esteira montada em uma lança que eleva e projeta o material dragado a uma certa distância, ou o despeja em outra embarcação). Os sedimentos escavados com a utilização de dragas mecânicas são geralmente transportados em barcas ou barcaças, dependendo do volume a ser transportado.


Nos Estados Unidos, as dragas hidráulicas respondem por aproximadamente 95% das atividades de dragagem (Bohlen, 1990). Estas dragas são mais adequadas para a remoção de areia e silte pouco consolidado, removendo e transportando o sedimento na forma líquida. São em geral bombas centrífugas, acionadas por motores a diesel ou elétricos, montadas sobre barcas e que descarregam o material dragado através de tubulações que variam de 0,15 m a 1,2 m de diâmetro, mantidas sobre a água através de flutuadores. A bomba produz vácuo na entrada da tubulação e a pressão força água e sedimento através da tubulação. Estas dragas não podem operar com material que contenha grandes pedras.


Os tipos de draga de sucção são as aspiradoras e as cortadoras. Nas aspiradoras, a sucção é feita por meio de um grande bocal de aspiração, como o dos aspiradores de pó. Com o auxílio de jatos de água, o material é desagregado e, através de aberturas no bocal, é aspirado e levado junto com a água aos tubos de sucção. A draga opera contra a corrente, podendo fazer cortes em bancos de material sedimentado de até 10 metros de largura. Cortes mais largos podem ser conseguidos por uma série de cortes paralelos. Este tipo de bocal é utilizado quando se tratar de material fino e de fraca coesão, em cortes rasos, não cortando material coesivo e não podendo fazer cortes em bancos cujo material pode desmoronar sobre o bocal e impedir a sucção. As características específicas de uma draga dependem das bombas e da fonte de energia escolhida. A máxima extensão de corte que uma draga desse tipo pode realizar é da ordem de 1.100 metros.

Como essas dragas se deslocam corrente acima com bastante rapidez, não é conveniente dispor de tubulação em terra ligadas a elas, e sim ligadas a barcas; e para maior eficiência, a tubulação de recalque não deve ter mais de 300 metros de comprimento, nem se elevar acima de 1,5 metros do nível da água (Linsley e Franzini, 1978).

As dragas de sucção cortadoras dispõem de um rotor aspirador, equipado com lâminas que desagregam o material já consolidado para que este possa ser aspirado para o interior do tubo de sucção que se insere no núcleo do rotor. O funcionamento é idêntico ao da aspiradora, porém apresentam maior eficiência, e ao invés de atuarem numa linha reta, o movimento da draga descreve a trajetória de um arco. Uma variação deste tipo de draga são as auto-transportadoras, as quais são navios, com tanques (cisterna) de fundo móvel, onde o material dragado é depositado, sendo a seguir transportado para o mar onde é descarregado, dispensando o uso de barcaças.


As dragas hidráulicas, ao aspirar o sedimento, trazem junto uma grande quantidade de água. Conforme os tanques das barcaças e de dragas auto-transportadoras vão se enchendo, é necessário eliminar esta água excedente fazendo-a transbordar para fora da embarcação. Este processo chama-se "overflow".

Dragagem Ambiental

A dragagem ambiental é um processo muito diferente da dragagem de manutenção, assim como os equipamentos utilizados em ambos os casos. Enquanto a dragagem de manutenção tem como principal meta manter, satisfatoriamente, as profundidades de portos, rios e canais propiciando a navegação, a dragagem ambiental visa a retirada de uma determinada quantidade de sedimentos contaminados (GE Study Report, 1998).

Na dragagem de manutenção ocorre a retirada de forma rápida de uma grande quantidade de material sedimentar, sendo que muitas vezes não se é dada a devida importância ao manejo do material dragado. Por outro lado, na dragagem ambiental existem procedimentos rigorosos aplicados tanto à operação de dragagem, quanto ao transporte e manejo deste material, assim como de sua disposição (USEPA, 1994).

O tipo de draga utilizado na dragagem ambiental é uma draga hidráulica especialmente adaptada, desenvolvida no Japão e na Holanda, e que pode retirar sedimentos finos contaminados com um mínimo de ressuspensão. As principais adaptações para este tipo de draga são a utilização de escudos e telas (cortina de silte) ao redor do sítio de dragagem, operação da draga em velocidades reduzidas e o processo de "overflow" deve ser evitado, mantendo a mistura água/sedimento na cisterna da embarcação.
A dragagem ambiental, para que seja considerada eficaz, deve cumprir os seguintes objetivos:

- Minimizar a dispersão de sedimentos contaminados para as áreas adjacentes ao sítio de dragagem. Isto é possível diminuindo o processo de ressuspensão e redeposição, evitando a fuga de material dragado através de eventuais furos na tubulação da draga e evitando a prática do "overflow"; o manejo, tratamento e despejo (disposição) do rejeito de dragagem (tanto água quanto sedimento) deve ser feito de maneira segura no aspecto ambiental e de forma aceitável no aspecto social;

- A operação deve ser completada no menor tempo possível, obtendo a máxima remoção de sedimentos contaminados e a mínima remoção de água e sedimentos limpos.

Impactos Ambientais da Dragagem

Os impactos ambientais associados ao processo de dragagem e despejo do material dragado podem ser caracterizados por apresentarem efeitos diretos sobre habitats e organismos, ou indiretos, atribuídos a alterações na qualidade da água (Kennish, 1994). Distúrbios físicos, associados à remoção e re-alocação de sedimentos, provocam a destruição de habitats bentônicos, aumentando a mortalidade destes organismos através de ferimentos causados por ação mecânica durante a dragagem, ou por asfixia conforme estes são sugados pela draga. Quanto ao efeito indireto, a ressuspensão do sedimento de fundo remobiliza contaminantes e nutrientes afetando a qualidade da água e a química global do estuário.


Antes de se realizar qualquer operação de dragagem, algumas análises devem ser feitas para se estabelecer uma grande variedade de parâmetros essenciais no processo de planejamento e seleção dos métodos de dragagem (Bray et al., 1997), são eles:

- Avaliação meteorológica para estabelecer padrões de vento tanto no sítio de dragagem quanto no de despejo do material dragado e a incidência de chuvas fortes e nevoeiro, os quais podem afetar a operação;

- Estudos hidrológicos para medir as marés, correntes e ondas e definir a forma do leito do canal a ser dragado, assim como do sítio de despejo;

- Estudos geológicos e geotécnicos para determinar a natureza dos materiais a serem dragados, usados ou descartados;

- Estudos ambientais para identificar os efeitos potenciais destas operações no ambiente, tanto durante a execução do trabalho, quanto após sua conclusão e estabelecer condições com as quais os resultados de monitoramentos ambientais subsequentes possam ser comparados;

- Uma avaliação geral para estabelecer restrições operacionais, estatutárias e legais as quais podem afetar o trabalho.

De acordo com Davis et al. (1990) e Bray et al. (1997), estes impactos podem ser divididos nas seguintes categorias:

- Dispersão e deposição de sedimentos ressuspendidos;
- Resultados da alteração batimétrica;
- Efeitos de mudanças na configuração de linha da costa;
- Perda de habitats de fundo e recursos pesqueiros;
- Ruído gerado pelas dragas em operação;
- Efeitos benéficos.

Custos de Dragagem

Os custos convencionais a serem considerados nas operações de dragagem são influenciados por algumas condições operacionais e dependem da qualidade do gerenciamento e da tripulação que operam os equipamentos de dragagem, podendo sofrer variações conforme a organização e o sítio de dragagem.
De uma forma geral, segundo Bray et al. (1997), os custos operacionais clássicos são os seguintes:

- Combustível e lubrificantes;
- Itens de consumo;
- Tripulação;
- Planejamento e supervisão;
- Manutenção e reparos rotineiros;
- Desgaste;
- Seguro;
- Despesas gerais;
- Implicações financeiras (depreciação, amortização e taxas de juros sobre o capital empregado).

Como existem, geralmente, empresas responsáveis apenas por realizar operações de dragagem, deve-se fazer uma boa distinção entre os custos que estas empresas têm ao realizar uma dragagem e o preço que ela cobra pelo serviço. Os custos são relativamente fáceis de se obter e estão especificados acima, porém, os preços praticados pelas empreiteiras podem variar de acordo com o tempo e determinadas circunstâncias, podendo não haver relação com os custos de execução. Portanto, é difícil estimar-se com precisão o preço de um projeto em particular sem o devido conhecimento dos preços praticados no mercado de dragagem e as estratégias de preço das empreiteiras. Neste caso, a consulta a especialistas e consultores torna-se necessária.

Para a maioria das operações de dragagem, o custo total depende de dois elementos básicos:

- O custo de mobilização e desmobilização dos equipamentos e mão-de-obra;
- O custo da realização do trabalho propriamente dito.

Os custos operacionais são facilmente estimados, já oscustos de mobilização dependem fortemente do tempo de execução do trabalho e de sua localização, e o preço pode sofrer grande influência do mercado. Desta forma, torna-se difícil, mesmo para a empreiteira, estimar os custos de mobilização muito antes da realização do trabalho, particularmente se este será realizado em locais remotos, longe dos centros onde ocorrem atividades de dragagem regularmente.

Segundo Bruun (1989), a empresa contratada pode fornecer o serviço através do fretamento pelo tempo de execução ou de acordo com o volume a ser dragado. No caso do fretamento por tempo, o cliente pagará o serviço de acordo com o tempo despendido no processo, sendo supervisionado pelo mesmo, e estando a empresa contratada livre de riscos, pois a responsabilidade pelo projeto é do cliente. No caso do contrato que considere o volume dragado, o pagamento é feito de acordo com a produtividade, sendo mais atraente para o cliente mas envolvendo um risco maior para a empresa contratada. A responsabilidade também está ligada ao cliente, o qual deve ter algum conhecimento para a escolha e correto emprego do equipamento.

Existem alguns aspectos importantes que devem ser observados na hora de se contratar uma empresa de dragagem. Deve-se escolher o tipo de contrato (preço fixado ou reembolsamento dos custos), a forma ou mecanismo de contratação (por licitação ou negociação), os termos constantes no contrato, a forma como deverá ser o pagamento e verificar se será por tempo de serviço ou pelo volume a ser dragado. O cliente fica responsável por fornecer à empreiteira algumas informações que são: tipo de solo, batimetria, dados de vento, correntes e ondas, visibilidade, movimentação de navios e embarcações na área, entre outras. 

Os parâmetros econômicos relacionados ao manejo de resíduos sólidos (lixo e rejeito de dragagem) são um caso especial de custos de transporte (Broadus, 1990). Segundo este autor, os custos de transporte para sítios de despejo no oceano são menores que aqueles para o transporte em terra, sendo o primeiro o preferido na maioria dos casos. O verdadeiro problema aparece na medida que se avaliam os benefícios de cada um. Os benefícios no manejo de resíduos sólidos, assim como de dragagem, ocorrem principalmente na forma de baixos custos ambientais, tais como baixo risco para a saúde humana, baixo dano aos recursos vivos, pequenas alterações estéticas no ambiente, entre outros. 

Em Nova Iorque, estes resíduos costumavam ser transportados para um sítio de despejo a 106 milhas náuticas da costa, sendo que o custo deste transporte era cerca de 4 vezes mais alto que o custo referente ao despejo em outro sítio a 12 milhas da costa. Porém, autoridades sanitárias afirmaram que o custo ambiental e social para este despejo a 106 milhas era muito menor que aquele do sítio mais próximo à costa.

Fonte: PortoGente. Portopédia

Nenhum comentário:

Postar um comentário