5 - Dimensionamentos: canal de acesso, bacia de evolução e anteporto Canal de acesso :

1. 5 - Dimensionamentos: canal de acesso, bacia de evolução e anteporto Canal de acesso: Dimensionado em função da embarcação de projeto (capacidade de tráfego) que irá atracar no porto. Largura do fundo: • Trecho reto: em função da boca da embarcação (B); • Trecho curvo: idem + comprimento (L) da embarcação.

2. Layout: • Traçado preferencialmente reto; • No máximo com uma única curva; • Mão e contra-mão (para minimizar tempo de espera). FIGURA 82: Seção Transversal Trecho Reto

3. V: via de passagem dos navios: V=(1,5 a 2,0 B); l: entrevias: 30m < l < (0,8 a 1,0)B; t: distância ao pé dos taludes laterais do canal: t=(1,0 a 1,25 B). Dimensionamento do trecho curvo: acréscimo de uma sobre largura (LE) para acomodação da embarcação. LE=L²/8R, onde: • LE (larg. Extra); • L (compr. embarcação); • R (raio de curvatura do canal).

4. FIGURA 83: Seção Transversal Trecho Curvo

5. Profundidade do canal: FIGURA 84: Movimentos da Embarcação

6. Onde: • h1 devido: ao movimento vertical devido às ondas e arfagem devido à velocidade; • h2: pé de piloto ou folga líquida; • h3 devido: a precisão sondagem (+/- 25 cm), assoreamento/dragagem (+/- 50 cm), tolerância dragagem (+/- 25 cm).

7. Obs.: • h2: para seções menos expostas às ondulações (folga líquida): 0,1 dmáx < h2 < 0,15 dmáx; • h2: para seções mais expostas às ondulações (folga líquida): h2 > 0,3 dmáx.

8. Bacia de evolução e Anteporto: dimensionamento em função do comprimento da embarcação de projeto. FIGURA 85: Ante-Porto e Bacia de Evolução

9. R=raio da bacia de evolução L=comprimento da embarcação de projeto R=(2,75 a 5,00)L

10. E – Obras externas ou de abrigo portuário: 1 - Objetivos e finalidades 2 - Tipos de obras externas ou de abrigo 3 - Layout das obras externas

11. 1 - Objetivos e finalidades Objetivos: • Proteção das zonas portuárias (instalações: canal de acesso, anteporto e bacia de evolução e estruturas dentro do porto: cais, dolfins, terminais) e contração das ondas. Finalidades: • Restringir a penetração das ondas e sedimentos, guiar correntes, interromper, reduzir ou direcionar fluxo de sedimentos, limitar fisicamente o canal de acesso ao porto e às áreas de manobra.

12. 2 – Tipos de obras externas ou de abrigo Construídas em pleno mar aberto diante das instalações portuárias. Fatores para analisar para localização das obras: • Analise dos ventos; • Correntes (direção e intensidade); • Direção e propagação das ondas; • Configuração do litoral (topobatimetria); • Dimensão da área a abrigar; • Transporte de sedimentos (processo litorâneo).

13. Classificação das obras: Quanto ao perfil: • De paramento vertical; • De paramento inclinado; • Mistas. Quanto ao material: • De concreto (vertical); • De enrocamento; • Mistas.

14. Quanto a forma de atuar sobre as ondas: • Refletivas; • Quebra-ondas (refrativas); • Mistas. Obras de paramento vertical: FIGURA 86: Obras de Pavimento Vertical: Concreto

15. Obras de paramento inclinado: enrocamento do tipo quebra-mares. FIGURA 87: Obras de Pavimento Inclinado: Enrocamento

16. Obras mistas: na parte inferior enrocamento (paramento inclinado) e na superior em concreto (paramento vertical). FIGURA 88: Obras com Pavimento Misto: Concreto (Superior) e Enrocamento (Inferior)

17. Enrocamento artificial: • Material de concreto com formato geométrico definido (cubos, em geral), ou indefinido (formatos especiais) desenvolvido em laboratório; • 90 tipos: tetrápodes. Critérios de escolha do tipo de obra: Critérios Técnicos: Em regiões cujo solo está propenso a recalque das estruturas: analise geotécnica, usar preferencialmente obras de enrocamento (mais leves).

18. Condição para a obra ter efeito refletivo sobre as ondas: P = profundidade local → p > 2 Ho (onda de projeto) Onde: • P=profundidade local (m); • H=altura da onda de projeto. FIGURA 89: Obras Externas

19. Critério econômico: Obras de atuação refrativa sobre as ondas tem perfil transversal menor (são mais econômicas). FIGURA 90: Obras com Ação Refrativa Sobre as Ondas

20. Construtivos: • Distância de pedreiras (enrocamento); • Agitação do mar durante a obra.

21. 2 – Tipos de Obras • Quebra-mares • Garantir águas calmas na área portuária; • Proteção das instalações internas; • Operação da movimentação da carga segura; • Não possui extremidade em terra; • O comprimento do quebra-mar será função do cabeço do molhe e do projeto do canal de acesso;

22. Tipos principais: • De enrocamento FIGURA 91: Obra de Enrocamento

23. De paramento vertical (de concreto) FIGURA 92: Obra de Paramento Vertical

24. Misto: não tem volume de enrocamento suficiente FIGURA 93: Obras Mistas (Concreto + Enrocamento)

25. Molhes: • Geralmente de enrocamento; • Têm uma extremidade em terra; • O cabeço (litorâneo) do molhe irá determinar o comprimento que será função de: Ho: Ptotal≥ 2 Ho FIGURA 94: Molhe

26. 3 – Layout das Obras Externas FIGURA 95: Layout Obras Externas

27. F – Obras Internas ou de Atracação .1 – Objetivos .2 – Tipos de Obras Internas de Acostagem .3 – Layout

28. .1 – Objetivos • Utilizadas para acostagem do navio • Complementarmente: são usadas para amarração dos navios .2 – Tipos de Obras Internas ou de Acostagem • Cais: • Estruturas contínuas contíguas a orla. • Formam uma seqüência de berços de atracação.

29. Molhes de Atracação: • Estruturas perpendiculares à orla. • Atuam na amarração das embarcações nas suas duas faces paralelas. • Trapiches: • Estrutura paralela à orla sem serem contíguas. • São ligadas à orla por passarelas. • Servem para amarração nas suas duas faces paralelas. • Pontes de Amarração: • Estrutura de menor porte destinadas à acostagem de embarcações auxiliares à navegação (lanchas, rebocadores, etc.).

30. Bóias de Amarração: • Utilizadas para amarração dos navios nos Portos sempre que o transbordo da carga não seja com atracação contínua, ou então feita em locais abrigados. • Utilizadas no transbordo dos graneis líquidos, atendendo especificamente ao bombeamento.

31. .3 – Layout das Obras Internas

32. FIGURA 96: Layout Obras Internas

33. FIGURA 97: Porto Externo e Interno

34. F – Etapas Necessárias para Implantação dos Portos .a – Estudos Preliminares .b – Plano Diretor .c – Estudos de Viabilidade Técnica-Econômica .d – Projeto Básico .e – Projeto Executivo .f - Construção

35. .a – Estudos Preliminares • Levantamento de dados locais na área de influência do Porto (t≥1 ano) para subsidiar o projeto e a localização do Porto • Tipo de dados: • Hidráulicos: ondas, marés, correntes, ventos • Geotécnicos: sondagens • Transporte litorâneo: fluxo de sedimentos • Hidrografia: topo-batimetria • Sócio-econômico: fluxo rodo-ferroviário

36. Estudos de alternativas de localização portuária, onde os dados irão restringir as alternativas .b – Plano Diretor • Arranjo geral (layout) das áreas portuárias em estudo (alternativas), suas instalações portuárias e características de interligações • É em conjunto com os estudos preliminares • Estabelecimentos das características dos tipos de cargas de movimentação do porto para sua vida útil, em função da interligação com os sistemas de transporte (rodoviário, ferroviário, hidroviário)

37. .c – Estudos de Viabilidade Técnica-Econômica • Análise dos custo/benefícios das alternativas de arranjo/localização do porto • Seleção da melhor alternativa do ponto de vista técnico-econômico

38. .d – Projeto Básico • Aprofundamento dos levantamentos para subsidiar o arranjo geral selecionado: • Tipos de estruturas • Dimensionamento das instalações de acostagem • Dimensionamento do canal de acesso • Obras de abrigo

39. Otimização em modelos portuários (físico/matemático) do arranjo geral selecionado, para definição precisa das obras de abrigo: • Modelos de agitação: analisam a influência das ondas nos recintos portuários (modelo de fundo fixo). • Modelos costeiros: reprodução do trecho do litoral próximo a área portuária, e estudo do transporte de sedimentos (modelo de fundo móvel).

40. Modelos de estabilidade das obras de abrigo: modelo bidimensional das obras de abrigo construídas em canal de ondas, onde se reproduz a S.T. das obras e se analisa o comportamento quando da ação das ondas. • Modelo de dispersão: análise das linhas de correntes.

41. F) Noções sobre Emissário Submarino: Objetivo: Realizar o lançamento de esgotos (águas servidas) em massa d’água matriz (receptora) com o destino final adequado. Poderá ser no oceano, lago ou rio. Em qualquer modalidade de lançamento, as condições de auto-purificação da massa d’água receptora deverá atender com segurança a absorção da carga poluidora afluente.

42. Partes Integrantes: Rede coletora de esgotos → Interceptor sanitário → Tratamento Primário (gradeamento; decantador; reservação de compensação para uniformizar a vazão recalcada pelo bombeamento; flotação para extração de óleos, gorduras, graxas) → Bombas funcionando afogadas (pressão positiva na sucção) → Tubulação do emissário (podendo ter ou não chaminé de equilíbrio à montante) → Bocal difusor.

44. FIGURA 98: Partes Integrantes do Emissário de Esgotos

45. O emissário submarino sofre a influência de ações marítimas (ondas, correntes litorâneas, maré, sedimentos); poderá ser enterrado no trecho inicial e aparente no trecho final. Deverá ter o mínimo possível de singularidades hidráulicas, tais como: curvaturas, mudança de seção, pontos altos ou baixos. O bocal difusor deverá ficar acima da topografia do fundo do mar e em condições operativas que permita compor de maneira adequada a velocidade de lançamento do esgoto (VB) com a velocidade das correntes marítimas (VC).

46. A PLUMA do lançamento dos esgotos tem a forma aproximada de uma “plumagem de ave”, onde o apoio se dá no bocal difusor. Com o desenvolvimento das condições de lançamento dos esgotos a parte fina da pluma vai se alongando à medida que se dá a miscigenação dos mesmos com a água receptora ,notando-se que a mancha de esgoto é mais escura no começo , se clareando à medida que houver a mistura das águas, com a conseqüente auto-purificação dos esgotos por efeito de difusão e diluição (k1 e k2) .

47. A capacidade de absorção dos esgotos depende das condições de mistura das duas águas: a do mar com boas condições de oxigenação e absorção (por difusão) e a dos esgotos pela sua turbulência e de carga orgânica a ser devidamente composta (teoria de Phelps da auto-purificação). Tais condições operativas do sistema dependem das características qualitativas da massa d’água receptora (oceano), assim como das águas servidas (esgotos).

48. Aspectos Significativos do Projeto: O posicionamento e características do bocal difusor são de fundamental importância, notadamente a profundidade (HL)e o local e angularidade do difusor que serve de “apoio” à pluma (da mancha de esgotos) no mar. É preferível que a localização do difusor fique fora da área de fundo do mar que sofre a influência do transporte de sedimentos de fundo devido ao movimento orbital das ondas (processos litorâneos). A Linha Neutra de Cornaglia define essa região. Na área litorânea que se dá o transporte de massa por efeito das ondas o emissário deve ser bem ancorado no fundo do mar.

49. O local de fixação do difusor deverá ser bem estruturado para garantir pluma estável. O comprimento L do emissário e sua disposição plani-altimétrica no fundo do oceano devem considerar o transporte de massa (transporte sólido) promovido pelas ondas e correntes litorâneas “in-shore” (evitar / minimizar o efeito de groine de fundo). A velocidade ao longo do emissário (Diâmetro D) deverá ser suficiente para não permitir deposições ao longo do emissário; a velocidade no difusor VB deverá ser suficiente para impor pluma adequada (composta com as correntes litorâneas VC tipo “off-shore”).

50. As vazões dos esgotos devidamente manejados pelo tratamento primário (gradeamento; decantação; flotação) dependem da população esgotada, taxa per capita, coeficiente de maré, etc., dados estes conhecidos. O diâmetro ΦD do emissário pode ser calculado pela hidráulica clássica através de estudos econômicos que definem ΦDeconômico(verificar se VE = Q/((π.D2)/4) ≥ Vel que não permita deposição). O diâmetro do orifício de saída do difusor deverá promover VB para o Q de projeto. A velocidade das correntes litorâneas VC é definida em campanhas de campo por medição direta ou pela técnica dos “cartões de deriva” (usada para o emissário de Ipanema/RJ), onde milhares de pequenos cartões flutuantes (plástico) são lançados num determinado ponto e verificado, após dias, seu destino nas praias vizinhas ou por helicópteros.