ENGENHARIA HÍDRICA/IRNUNIFEI

Portos e Vias de Navegação

PROF. ARTHUR B. OTTONI

I – EMENTA DO CURSO

A) Introdução do curso.

B) Vias navegáveis e sistemas de navegação: Panorama do sistema hidroviário no Brasil (Introdução), a posição do transporte hidroviário no Brasil, cenário mundial do transporte hidroviário.

C) Sistema de navegação fluvial: Características básicas dos rios; o sistema de navegação em função do perfil do rio; classificação das vias navegáveis; fatores que influenciam na implantação dos sistemas de navegação; dimensionamento do canal de navegação; capacidade de trafego em hidrovias.

D) Atividades e obras de engenharia: Objetivos; obras de melhoramento; layout das obras de melhoramento; dispositivos de apoio à navegação/dragagem; limpeza; derrocamento; obras de transposição: eclusas, obras de elevação do NA, soleira; obras de controle de assoreamento na via navegável; alçapão sedimentológico.

E) Arranjos portuários e obras portuárias: Panorama do sistema portuário brasileiro; planejamento portuário: definição, características, classificação, navios, arranjo geral, dimensionamento: canal de acesso, bacia de evolução e anteporto; obras externas ou de abrigo: objetivos e finalidades, tipos de obras externas, layout das obras externas, dimensionamento; obras internas ou de atracação: objetivos, tipos de obras internas de acostagem, dimensionamentos.

F) Etapas necessárias para implantação dos sistemas hídricos relacionados à navegação fluvial e portos: Medidas preliminares; plano diretor; estudos de viabilidade técnica-econômica; projeto básico; projeto executivo; construção.

G) Emissários Submarinos (noções): objetivos; partes integrantes; plumas de esgotos; aspectos significativos do projeto; planta e cortes típicos.

II – BIBLIOGRAFIA

• ALFREDINI, P. 2005. Obras e Gestão de Portos e Costa. A técnica aliada ao esforço logístico ambiental.

• P. Ph. Jansen, L. Van Bendengo, J-Van Derberg, M. De Vies, A Zane (1931). Principles of River Engineering.

III – Avaliações:

1ª Prova Bim. : 29/04/112ª Prova Bim. : 30/06/11EXAME: 08/07/11

IV – Visitas técnicas:

a) Hidrovia Tietê-Paraná: 20/05/11b) Porto do Rio: 17/06/11

A) INTRODUÇÃO DO CURSO

FIGURA 1 (AAE - Avaliação Ambiental Estratégica de uma bacia)

A-1) VIABILIDADE TÉCNICA/ECONÔMICA/POLÍTICA:

• Ferroviário: 3 vezes mais caro que o transporte aquaviário;

• Rodoviário: 6 a 9 vezes mais caro que o aquaviário;

• Aeroviário: 15 vezes mais caro que o aquaviário.

TEXTO 1: Transporte Hidroviário Brasileiro: Um problema para o ensino de engenharia.

A-2) PROJETO DE SISTEMA DE NAVEGAÇÃO FLUVIAL:

• Objetivo: Definir a capacidade de tráfego (tipo de embarcação) da hidrovia, característica sócio econômica da bacia, para o tempo atual e futuro (plano diretor de desenvolvimento da bacia para um Δt=30 anos, por exemplo).

• Características topo-morfológicas do curso d’água (levantamento aerofotogramétrico e topográfico; inspeção local e campo; fotografias no campo):

– Desbarrancamento das margens;– Solapamento/erosão marginal;– Erosões pontuais e dispersas;– Depósitos de sedimentos (assoreamento);– Sinuosidade do rio;– Blocos de rocha (estabilidade);– Lixo disperso (a poluição afeta o casco do navio);– Locais para disposição do material dragado.

• Quando o rio apresenta muito sedimento no fundo, precisamos fazer a DRAGAGEM, e o que define o quanto dragar é a embarcação de projeto (comboio-tipo), sempre analisando para um tempo futuro. A Secretaria de transporte hidroviário é a responsável pela hidrovia.

FIGURA 2 (EMBARCAÇÃO DE PROJETO/VOLUME DE DRAGAGEM)

Ao longo do canal de navegação têm bóias para sinalização (navegação da embarcação segura; informações: quilometragem, distância, blocos de rocha, ilhas fluviais, pilares de ponte, etc...)

FIGURA 3

• Levantamento de dados:

– Planta aerofotogramétrica (topo batimetria);– Vazões e NA’s;– Distribuição das correntes (velocidades);– Dados de sedimentos;– Dados sócios econômicos;– Dados geotécnicos;– Características da hidráulica marítima.

• Estudos e projeto da via de navegação:

– Dimensionamento da seção do canal de navegação (CN);

– Traçado do eixo do canal de navegação;– Projeto das obras de melhoramento da via de

navegação (Diques, espigão, revestimento das margens, soleiras, eclusas, retificação da calha, etc.).

• Uma BH litorânea com atratividade que se justifica realizar o transporte hidroviário, tem-se os seguintes passos para a implementação:

– Realizar estudos de engenharia: características do rio, coleta de dados, estudo e projeto da hidrovia, implantação das obras de melhoramento;

– Definir a capacidade de tráfego;– Caracterizar sócio/economicamente a bacia;– Definir embarcações de projeto.

A-3) Layout esquemático final da via de navegação (Projeto final, com cenário futuro da BH):

FIGURA 4 (planta de situação)

B) VIAS NAVEGAVEIS E SISTEMAS DE NAVEGAÇÃO

• 1) Panorama do Sistema Hidroviário no Brasil

Introdução

• Porque o transporte hidroviário?

“A embarcação tipo (ou comboio tipo) pode carregar a mesma carga de cerca de 100 caminhões. O empurrador do comboio é o único que possui motor, sendo que pode empurrar de 2 a 4 chatas, com velocidade de 20 a 30 Km/h. Quando o comboio vai passar por eclusas, passa de duas em duas chatas. Se o nível do reservatório estiver abaixo dos 3 metros, não pode haver transporte hidroviário.”

FIGURA 5 (Comboio tipo)

• Características e justificativa da Hidrovia:

– Consome menos energia embora leve mais tempo;– Manutenção é bem menor, mais o grande problema são os sedimentos oriundos da

erosão da bacia (é importante identificar os focos de erosão);

– A flexibilidade da interiorização é menor que com as rodovias (por isso antigamente foram feitas muitas rodovias);

– O transporte hidroviário é uma das formas mais antigas de transporte (Ex: egípcios, Rio Tigre/Eufrates, ligando a Mesopotâmia);

– As populações se desenvolvem próximo aos rios, a NI (navegação interior) facilita a interligação e o desenvolvimento comercial e sócio econômico local;

– NI possui custos reduzidos com consumo de energia e mão de obra por tonelada/Km mais baixos; baixo custo de investimento e manutenção. A manutenção é problemática quando a bacia tem grande contribuição/transporte de sedimentos (dragagens mais freqüentes);

– A pior época para uso da água útil (hidrovia, irrigação, UH) é no período de estiagem;

– É o meio de transporte mais adequado às cargas de baixo valor unitário, por exemplo, granel líquido (álcool) e granel sólido (soja), transportados em grandes volumes.

• Características e conseqüências da NI para a região:

– Estímulo a economia local (transporte de cargas e passageiros);

– Desenvolve a mineração regional;– Estimula a implantação de indústria para a região (custos

de transporte mais reduzidos);– Baixo custo das unidades não motorizadas;– Absorve as interrupções dos outros transportes;– Adéqua-se a locais com favoráveis redes hidroviárias;– A NI é uma forma de justificar aproveitamentos mais

impactantes (barragens para UH), pela integração que ela realiza na bacia, na região e no país (AAE);

– O calado da embarcação que vai impor a profundidade/tamanho do canal, da calha (porém para calhas onde não consigo drenar, o calado fica limitado);

– A hidrovia precisa ser analisada, para determinar sua capacidade de tráfego – o transporte de minerais é mais crítico que o de grãos, já o transporte desse último é mais crítico que o de álcool.

FIGURA 6 (Navegação com o comboio cheio e vazio)

• 2) A Posição do Transporte Hidroviário no Brasil

• A NI apresenta baixa participação no setor:– Navegação Interior - 2 a 3% carga nacional – Rodovia - 55,6% carga nacional:

• 58% (2005) com minério de ferro• 77% (2005) sem minério de ferro

– Rodoviário • > 95% (passageiros)

– Ferrovias >> hidrovias– Participação dos modais (2005)

• Ferroviário – 25%• Hidroviário – 13%• Dutoviário – 3,6%• Aeroviário – 0,4%

As ferrovias recebem muitos estímulos de mineradoras para transporte de granel sólido.

• Supremacia do setor rodoviário:

– Foi muito estimulado a partir da década de 40 (Lei Joppert – Fundo Rodoviário Nacional) e 50 (Indústria Automobilística)

• Os objetivos da época foram:

– Integração entre as diversas áreas produtivas isoladas no território nacional;

– Necessidade da ampliação de infra-estrutura;– Maior flexibilidade, rapidez e custos de implantação dos eixos

rodoviários;– Interesses técnicos, econômicos, financeiros e políticos.

• 3) Contexto entre o Transporte Rodoviário e o Hidroviário:

• RODOVIÁRIO:– Desgaste mais prematuro, aumentando a

necessidade de manutenção/recuperação;– Maior risco de acidentes;– Maior consumo de energia;– Maior impacto ambiental.

• HIDROVIÁRIO:

– A partir dos anos 70, o incremento das indústrias pesadas (de beneficiamento), e a necessidade de insumos (minério de ferro), além dos produtos agrícolas, originaram a necessidade de transporte de grandes massas concentradas espacialmente, o que passou a viabilizar o transporte ferroviário e hidroviário;

– Falta de harmonização entre as partes envolvidas no uso da hidrovia (setores hidrelétricos ou de transporte e navegação), não havendo uma previsão de eclusas de navegação, assim como o projeto/localização de barramentos não contemplaram a navegação fluvial.

• 4) Gestão do Transporte Hidroviário no Brasil

• Ate 1975: DNPVN – Departamento Nacional de Portos e Vias Navegáveis;

• 10/07/1975: Criação da PORTOBRAS (Empresa de Portos do Brasil S/A) - lei 6222, extinguindo o DNPVN. A PORTOBRAS assume provisoriamente as atividades de NI. Aplicação de normas da navegação marítima na navegação fluvial (NF) - a NF não teve normas especificas, mesmo com embarcações diferentes (a regulamentação do trafego marítimo é diferente do fluvial);

• 1987 (Decreto Lei 94553, 06/07/87) – Cria a CENAV (vinculado ao ministério dos transportes): comissão executiva para o desenvolvimento da NI e vias navegáveis.Objetivo: criar políticas para o transporte hidroviário interior.