ASPECTOS TÉCNICOS E CONSTRUTIVOS ASSOCIADOS À REMODELAÇÃO DA TOMADA DE ÁGUA NA CAPTAÇÃO DE VALADA - TEJO

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1 ASPECTOS TÉCNICOS E CONSTRUTIVOS ASSOCIADOS À REMODELAÇÃO DA TOMADA DE ÁGUA NA CAPTAÇÃO DE VALADA - TEJO Carlos CARVALHO DIAS (COBA) COBA, cd@coba.pt José CRUZ MORAIS (COBA) COBA, c.morais@coba.pt LUÍS GUSMÃO (COBA) COBA, l.gusmao@coba.pt FRANCISCO SERRANITO (EPAL) EPAL, fserran@epal.pt FRANCISCO LUZ (EPAL) EPAL, franluz@epal.pt PAULO GRAVE (EPAL) EPAL, pjgrave@epal.pt Na presente comunicação faz-se a descrição do projecto relativo à Remodelação da Tomada de Água na Captação de Valada, no rio Tejo. A construção desta captação teve por objectivo complementar a captação gravítica existente, permitindo melhorar significativamente as condições de adução para níveis de água baixos no rio. A anterior solução de reforço da captação gravítica recorria a bombas instaladas numa jangada para elevar a água durante os períodos com níveis baixos no rio (com níveis altos a captação é efectuada graviticamente pela captação original). Embora funcional, esta jangada apresentou alguns problemas provocados quer pela deposição de sedimentos quer pelo impacte, durante as cheias, de detritos flutuantes. Para a sua resolução previu-se a instalação de captações amovíveis, podendo ser removidas quer para facilitar a limpeza de sedimentos quer para evitar o impacto de objectos flutuantes durante as cheias. A nova captação é materializada por um caixão rectangular, construído junto à margem, no qual estão fixados quatro mastros de captação, em aço, com 12 m de comprimento, articulados na base e manobrados por servomotores. Estes mastros de captação alimentam quatro grupos electrobomba alojados no caixão, ferrados por um sistema de vácuo, os quais elevam a água até ao canal da captação gravítica existente. A estrutura implanta-se nos níveis aluvionares marginais ao Tejo, de fraca consistência, tendo implicado soluções técnicas e procedimentos construtivos de alguma complexidade, até pelo facto de parte importante da empreitada ter decorrido em período de caudais elevados. Em fase de obra, houve ainda que adoptar um conjunto de medidas para adequar a solução às reais condições encontradas, sendo estes aspectos também objecto de tratamento nesta comunicação. Palavras-chave: captação, equipamentos, dimensionamento, construção 1

2 1 POSIÇÃO DO PROBLEMA O Subsistema Tejo, constituindo parte integrante do Sistema de Abastecimento de Água da EPAL, S.A., tem como componentes fundamentais a ETA de Vale da Pedra, com uma capacidade nominal de tratamento de m³/dia, e a captação no Rio Tejo, localizada imediatamente a montante de Valada do Ribatejo, que assegura o abastecimento de água bruta aquela ETA. A captação no Rio Tejo, do tipo superficial, inclui uma estação de bombagem principal, com 2,8 m³/s de capacidade, equipada com cinco grupos de bombagem de eixo vertical. Os grupos de bombagem são alimentados por uma cisterna de água bruta adossada à estação elevatória e alimentada por um canal duplo de secção rectangular, em betão, cujo eixo se desenvolve perpendicularmente ao alinhamento principal da estação elevatória. A entrada de água no canal pode ser efectuada de dois modos: Para níveis de água altos no Tejo, a entrada de água efectua-se graviticamente, por meio de aberturas munidas de grades colocadas na extremidade de montante do canal. Para níveis de água baixos (inferiores à cota 0,7), quando a captação não pode ser efectuada graviticamente, recorre-se a um sistema de captação auxiliar que eleva a água até ao canal adutor da estação elevatória, após fecho das respectivas comportas. Até recentemente, esta captação auxiliar era constituída por um provisório formado por uma jangada em aço localizada a cerca de 15 m da parede do canal de entrada, fixada à parede frontal do mesmo por meio de uma estrutura reticulada em aço soldado. No interior da jangada, dispostos entre os tubos-flutuadores, encontravam-se quatro grupos electrobomba submersíveis, de eixo vertical, que elevavam a água do rio para quatro condutas em PEAD independentes, cada uma com 0,6 m de diâmetro, as quais se desenvolviam sobre a estrutura de ligação até ao canal de adução. Estas condutas encontravam-se munidas de juntas articuladas nos pontos de passagem sobre as juntas da estrutura de suporte (juntas de borracha), permitindo a sua rotação no sentido do eixo (rotação à flexão). Esta captação funcionou de forma globalmente satisfatória durante mais de uma década, embora a EPAL se tenha deparado com alguns problemas operacionais que dificultavam a exploração. O principal problema prendia-se com a dificuldade da limpeza dos sedimentos depositados nas imediações da jangada (e principalmente sob ela). Com efeito a realização das grandes operações de limpeza antes da época de Verão (efectuadas geralmente por dragas de sucção contratadas para o efeito) exigia a remoção da estrutura flutuante, o que se revelava uma tarefa complexa exigindo três dias para a desmontagem e outros tantos para a montagem. Por outro lado, para além das dificuldades de limpeza de areias, a relativa inamovibilidade da estrutura implicava a sua permanência no rio mesmo durante os períodos de cheia, quando é desnecessária, expondo-a ao impacto de objectos flutuantes (árvores, etc.), causadores de estragos de difícil e morosa reparação. Tendo em conta o exposto, a EPAL decidiu substituir o sistema auxiliar de captação por um sistema definitivo que permitisse resolver estes problemas (sem introduzir outros novos). 2 ANÁLISE DE SOLUÇÕES ALTERNATIVAS Tendo em conta os requerimentos da EPAL, o novo sistema de captação auxiliar deveria ser de remoção simples de modo a facilitar a dragagem das areias na zona de tomada e a proteger a estrutura em caso de cheias. 2

3 Por outro lado a nova estrutura deveria apresentar boas características em termos de fiabilidade e facilidade de exploração, devendo ser dada particular atenção ao problema das articulações - geralmente o ponto mais fraco deste tipo de estruturas. Na análise das possíveis alternativas de solução foram identificadas diversas variáveis que condicionam o problema. Entre essas variáveis podem realçar-se as seguintes: Utilizar a estrutura existente ou construir uma nova estrutura; Localizar os grupos de bombagem nos pontos de captação ou na estrutura em terra; Utilizar grupos convencionais ou submersíveis; Dimensão e tipo dos mastros de captação; Tipo de articulações a utilizar; Outras variáveis (número de grupos, modo de operação, montagem, etc.). Nos pontos seguintes analisam-se as diferentes alternativas possíveis para cada variável e define-se a alternativa adoptada. Construção de uma nova estrutura - A criação de uma nova estrutura de captação por bombagem, ao evitar interferências com a captação existente, permitiu tornar independente o plano de trabalhos da época de operação normal. Por outro lado uma estrutura independente permitiria simplificar a sua concepção e construção, minimizando as ligações à estrutura existente. Finalmente, uma vez que a nova captação poderia funcionar independentemente da captação existente, após a sua construção seria possível colocar a captação actual temporariamente fora de serviço para realização de trabalhos de reparação e manutenção (note-se que a nova captação funcionará apenas para níveis baixos no Tejo; para níveis altos, a captação continuará a ser efectuada graviticamente pela estrutura original). Localizar os grupos de bombagem no ponto de captação - A localização dos grupos de bombagem nos pontos de captação apresenta algumas vantagens, nomeadamente em termos de ferragem do sistema. No entanto esta opção coloca sérios inconvenientes em termos de mobilidade, dada a significativa massa dos grupos necessários (cerca de 4 toneladas cada). Uma vez que a mobilidade do sistema é um pré-requisito essencial, permitindo a sua rápida remoção para possibilitar a dragagem da zona de captação e para proteger o sistema em caso de cheias, pareceu conveniente localizar os grupos de bombagem em terra. Utilização de grupos convencionais ou submersíveis - Uma vez definido que os grupos electrobomba a utilizar ficavam localizados em terra, poderia encarar-se a utilização quer de grupos convencionais quer de grupos submersíveis. Dados os elevados níveis de cheia frequentes no Tejo, a utilização de grupos convencionais implicaria a sua instalação numa estrutura estanque para qualquer cheia, o que seria problemático devido a questões de flutuação (a estrutura deveria ser muito pesada), havendo sempre que considerar os riscos de, apesar de tudo, a estrutura poder ser inundada (falha do sistema de drenagem, rotura de vedantes nas juntas da estrutura). Nestas condições, e independentemente de virem ou não a operar normalmente submersos, optou-se pela instalação de grupos electrobomba submersíveis. Dimensão e tipo dos mastros de captação a utilizar - Os pontos de captação deverão localizar-se a uma distância da margem tal que permita a fácil operação dos sistemas de dragagem a 3

4 utilizar futuramente na manutenção do canal de adução. Quanto maior for a distância, mais fácil será esta operação mas mais pesada a estrutura e, consequentemente, mais dispendioso o sistema de elevação e controlo de posição. Um compromisso mais aceitável seria um comprimento compreendido entre 10 e 12 m que, não aumentando excessivamente o peso dos braços, permite uma folga francamente mais considerável para os trabalhos de dragagem No que se refere ao tipo de mastros, consideraram-se mastros com flutuador na extremidade ou mastros posicionados por servomotor. A utilização de flutuadores apresenta vantagens em termos de simplicidade de operação, uma vez que a tomada se posiciona automaticamente em função do nível da água. No entanto, os flutuadores apresentam o inconveniente de requerer uma profundidade mínima significativa, podendo interferir com o escoamento para níveis de água muito baixos. Por outro lado, os flutuadores acrescentam um peso importante na extremidade do mastro, aumentando muito o esforço requerido para o levantamento dos mastros e exigindo portanto actuadores mais potentes e dispendiosos. Uma vez que será sempre necessário dispor de actuadores que permitam o levantamento dos mastros de captação, eles poderão ser igualmente utilizados para manter um posicionamento correcto durante a fase de captação, o que permitirá dispensar a utilização de flutuadores e reduzir o peso total do conjunto. Número de grupos, modo de operação - Tendo em consideração o caudal a captar ( m³/dia, ou seja, 2,8 m³/s em funcionamento contínuo) e as dimensões dos grupos disponíveis no mercado (caudal máximo unitário da ordem de 2 m³/s), poderia encarar-se a utilização de dois ou três grupos operacionais (1,40 ou 0,93 m³/s de capacidade unitária). Com apenas dois grupos operacionais, os mastros de captação seriam significativamente maiores e mais pesados. Por outro lado, considerando-se necessário manter um conjunto de reserva (braço de captação + bomba), tal reserva será mais dispendiosa no caso de utilização de grupos maiores. Nestas condições afigura-se preferível recorrer à utilização de três grupos operacionais, mantendo-se um quarto grupo de reserva. A capacidade nominal de cada sistema será de 0,93 m³/s. De modo a assegurar um máximo de fiabilidade na disponibilidade do caudal nominal, há toda a vantagem em que os quatro sub-conjuntos sejam independentes uns dos outros, de tal modo que a indisponibilidade de um dos mastros de captação ou de um dos grupos de bombagem não afecte a operacionalidade dos outros conjuntos. 3 DESCRIÇÃO DA SOLUÇÃO CONSTRUÍDA Conforme se referiu anteriormente, a solução adoptada tem as seguintes características gerais: Está instalada numa estrutura independente da captação anterior; Os grupos de bombagem, em número de quatro, são do tipo submersível e instalados no interior da nova estrutura; A captação propriamente dita é efectuada por meio de quatro mastros independentes, com 12 m de comprimento, sem flutuador de extremidade, posicionados por meio de actuadores que são igualmente utilizados para levantar os mastros quando não é necessário proceder a captação por bombagem ou for necessário proceder a trabalhos de dragagem. A estrutura e equipamento da solução adoptada encontram-se apresentados nas figuras 1 a 3. Conforme se pode observar, a estrutura consiste essencialmente numa caixa aberta em betão armado, com 22,0 m de comprimento, 5,7 m de largura e 11,0 m de altura total, localizada imediatamente a jusante da estrutura de captação existente e alinhada com esta. 4

5 Braço de captação Rótula Captação existente Grupo electrobomba Figura 1 Corte em planta da estrutura de captação (Corte por 2-2) Reservatórios de vácuo Figura 2 Corte longitudinal (Corte por 3-3) 5

6 Figura 3 Corte transversal (Corte por 1-1) A caixa tem o topo à cota (8,0) idêntica à cota do topo da captação actual e está fundada à cota (-3,0). Dadas as reduzidas tensões induzidas ao nível da fundação a estrutura está fundada directamente, sem recurso a estacas, depois de ser ter procedido a alguns trabalhos de tratamento e consolidação do terreno de fundação, mediante a execução de estacas de brita. Na face frontal da caixa estão apoiados quatro braços de captação independentes. Estes braços, em aço soldado, têm 12,0 m de comprimento total e 0,7 m de diâmetro interior. Na extremidade de montante, no rio, os braços curvam a cerca de 70 na vertical, de modo a mergulhar dentro de água fazendo um ângulo de aproximadamente 90. A entrada de água é efectuada por meio de estruturas cilíndricas com cerca de 2,0 m de diâmetro e 0,5 m de altura, munidas com oito septos radiais cujo objectivo é impedir a formação de vórtices. O bordo de entrada está munido com barras verticais, espaçadas de 25 mm, de modo a evitar a entrada de objectos de grandes dimensões, que pudessem bloquear as bombas. A velocidade de aspiração, sob o caudal nominal, é da ordem de 0,4 m/s. Os braços estão apoiados na estrutura em terra por meio de rótulas mecânicas (duas por braço), permitindo um ângulo de rotação qualquer no plano vertical. A utilização de duas rótulas, uma de cada lado do braço, garante uma elevada rigidez no plano horizontal, permitindo dispensar a utilização de estruturas auxiliares de apoio. O eixo das rótulas está à cota (+4,0), tendo sido adoptada como um compromisso entre o evitar a sua submersão muito frequente em caso de cheia e o evitar a operação com depressões muito acentuadas que poderiam provocar entradas de ar excessivas através das juntas. Convém notar que, por si própria, a submersão da zona das articulações não coloca qualquer problema. Os riscos decorrerão apenas do eventual embate de objectos flutuantes, embora eles possam ser minimizados recorrendo à colocação de deflectores em betão, de modo a proteger as rótulas e a base dos braços, quando em posição levantada. Para além do apoio nas rótulas, os braços encontram-se suspensos, a 4,0 m de distância destas, dos veios de servomotores lineares, com accionamento por óleo, apoiados no bordo superior da estrutura. O curso destes servomotores é de 4,5 m, permitindo que, na posição totalmente levantada, 6

7 os braços façam um ângulo de aproximadamente 60 com a horizontal. Tendo em conta que as manobras de regulação deverão ser possíveis com o sistema em operação (e, consequentemente, com os braços cheios de água), o esforço máximo sobre cada servomotor será, neste caso, de 180 kn, sendo suficiente dispor de pistões com cerca de 200 mm de diâmetro. Em operação normal, o posicionamento dos braços será regulado automaticamente por meio de um autómato programável que receberá indicação de três bóias instaladas na extremidade do mastro que indicam os níveis de submergência da túlipa de captação e enviará as ordens adequadas a cada servomotor. A estrutura de apoio dos braços de captação, com 700 mm de diâmetro, comunica, por meio de uma curva a 90 em planta, com uma conduta com 800 mm de diâmetro que, atravessando a parede da caixa, penetra no seu interior. Aí, por meio de uma curva a 90 no plano vertical, a conduta desce até à cota (-1,2). Duas curvas consecutivas a 90 no plano vertical levam a conduta até à base de aspiração dos grupos, à cota (-0,47). Os grupos de bombagem, submersíveis, de eixo vertical, têm uma capacidade nominal de 0,933 m³/s sob uma carga total de 9,5 m. Os motores dos grupos electrobomba são arrefecidos a água, utilizando a própria água bombada, sujeita a uma filtração. Para proceder à ferragem dos mastros de aspiração antes do arranque dos grupos, dispõe-se de um sistema de vácuo ligado aos pontos altos dos mastros, junto das rótulas de articulação. Existe uma bomba e um reservatório de vácuo independente para cada mastro, sendo cada conjunto munido de uma válvula que será fechada quando esse conjunto está fora de serviço. Em operação corrente o sistema de vácuo entrará novamente em funcionamento sempre que o ar acumulado neste ponto alto atinja valores críticos. A jusante dos grupos, a água é conduzida por trechos de conduta com 0,6 m de diâmetro interior até um colector com diâmetro variável entre 0,9 e 1,2 m, que se desenvolve no exterior da caixa, paralelamente ao seu eixo maior, e que recolhe a água de todos os sub-conjuntos de captação. O colector segue ao longo de um canal de secção rectangular, em betão armado, apresentando o eixo à cota (3,9). O colector prolonga-se até ao canal de adução da estrutura de captação original e, penetrando nela, lança a água nos dois canais. 4 ELECTROMECÂNICA Além das peças de reserva, esquemas e manuais que permitam uma fácil conservação, reparação e substituição de elementos danificados, o equipamento destinado à Remodelação da Tomada de Água na Captação de Valada Tejo, compreende: - Mastros oscilantes - Órgãos de manobra e medidor de nível - Articulações - Troços de conduta e válvulas de borboleta - Sistema de bombagem - Pórtico rolante e acessórios - Instalação eléctrica dispondo, todo ele, de uma protecção anticorrosiva adequada ao local e à função que desempenha na instalação. 7

8 4.1 Mastros oscilantes Estes mastros, em número de quatro, têm um alcance de 12,00 m e um diâmetro interior corrente de 700 mm. São constituídos por virolas calandradas em aço carbono, do tipo correspondente ao S235J2G3 da norma EN A1, com espessuras de 8 a 18 mm. Na zona intermédia de cada mastro existem dois anéis, dos quais, o de montante se destina ao engate do servomotor que constitui o órgão de manobra e o de jusante, à montagem dum cabo de suspensão quando aquele for desengatado. Na entrada de cada mastro existe uma grade em oito elementos de forma octogonal, com 25 mm de distância entre barras, em aço inoxidável do tipo AISI 304. Cada elemento, fixado por dois parafusos, é facilmente desmontável. Existem grades sobressalentes que podem ser montadas e utilizadas enquanto se procede à limpeza das que estavam em serviço. 4.2 Órgão de manobra e medidor de nível Cada mastro oscilante será movimentado por um órgão de manobra constituído por um servomotor a óleo. Os servomotores são de simples efeito, do tipo clássico, constituídos essencialmente por um cilindro no interior do qual se desloca um embolo montado numa das extremidades de uma haste. A outra está articulada a um cavilhão que engata no anel de montante do mastro, por intermédio de uma rótula esférica. O cilindro que constitui o corpo apoia numa estrutura através de duas chumaceiras autolubrificadas. Esta estrutura, em aço carbono soldável, está apoiada no topo da câmara de captação, em betão armado. O material da haste é do tipo AISI 420 e os restantes elementos são em aço carbono. O servomotor tem uma capacidade de carga de 40 ton. e um curso útil de 4,5 m aproximadamente. Um único posto armazena o óleo para toda a instalação dos quatro servomotores mas dispõe de grupos electrobomba de manobra, circuitos e órgãos de comando e controlo individualizados. A indicação da posição de cada haste do servomotor, e portanto de cada mastro, é feita através de um inclinómetro em comunicação com um aparelho emissor de posição Rittmeyer, que dá o valor medido sob a forma de corrente contínua. Estas posições das hastes e dos mastros são transmitidas ao autómato da instalação. O medidor de nível é do tipo radar, montado no extremo de uma viga e posicionado à cota (+8,00) aproximadamente. Ele fará as medições do nível de água das cotas (+0,70) à ( 2,00) que transmitirá ao autómato. De acordo com o nível de água existente, o autómato posicionará automaticamente os mastros à cota mais conveniente e procederá ao ajuste da sua posição sempre que houver alterações do plano de água Articulações As articulações são elementos particularmente importantes no conjunto do equipamento, pois têm que permitir a conveniente rotação dos mastros dando continuidade ao circuito hidráulico e, simultaneamente, absorver os esforços e deformações resultantes de choques de massas importantes animadas de razoável velocidade. 8

9 Figura 4 Pormenor da rótula A articulação conforme apresentada na figura 4, compreende: - uma bifurcação convenientemente reforçada; - duas rótulas esféricas: - caixas, anéis, flanges e tampas; - juntas tipo D de James Walker que trabalham sobre superfícies em aço inoxidável do tipo AISI304; - juntas de estanqueidade nas flanges; - apoios de estrutura em aço carbono macio ou meio duro soldável e chumbadouros de fixação à estrutura em betão; - parafusaria diversa. Faz-se notar que as juntas James Walker foram posicionadas de modo a poderem ser substituídas localmente sem desmontar os apoios e são em duplicado de modo a poder garantir a necessária depressão no interior da tubagem, sem entrada de ar. 4.4 TROÇOS DE CONDUTA E VALVULAS DE BORBOLETA Os troços de conduta são em aço laminado do mesmo tipo dos mastros. São constituídos por virolas soldadas entre si com uma única costura longitudinal. As curvas são feitas em gomos. Foram previstas flanges de modo a permitirem uma fácil montagem e desmontagem do equipamento. Os diâmetros na admissão, compressão e restituição variam de 600 mm a 1200 mm e as espessuras são de 8 mm e 10 mm. Peças de bifurcação, berços, válvulas de corrediça para esgoto e parafusaria para as várias flanges completam o equipamento referente aos troços de conduta. As características principais das válvulas de borboleta são: - Válvulas na compressão Número 4 Diâmetro nominal 600 mm 9

10 - Válvulas na restituição Número 2 Diâmetro nominal 800 mm - Protecção IP 68 As válvulas são comandadas pelo autómato: - as da compressão serão abertas quando as bombas respectivas atingirem a velocidade nominal; - as da restituição estarão abertas sempre que pelo menos uma bomba esteja em funcionamento. As válvulas, tanto da compressão como da restituição, são iguais salvo no diâmetro e constituídas por corpo, disco e órgão de manobra. Todas as chumaceiras são do tipo autolubrificante. Além do órgão de manobra eléctrico, cada válvula terá também manobra manual. 4.5 Sistema de bombagem O sistema de bombagem compreende: - quatro (4) grupos electrobomba marca FLYGT, modelo CT-3602, do tipo submersível, com eixo vertical, e altura de elevação de 9,5 m para um caudal unitário de 933 l/s; - quatro (4) equipamentos automáticos de vazio, para ferrar as bombas; - um (1) medidor de caudal do tipo electromagnético, com diâmetro nominal de 1000 mm, instalado no colector geral de compressão. Dos quatro grupos, três são de velocidade de rotação variável e o quarto de velocidade fixa. Estão instalados em paralelo e irão operar simultaneamente até a um máximo de três, de modo a satisfazer o caudal de dimensionamento de l/s. O quarto grupo funcionará como reserva. Os grupos electrobomba foram previstos funcionar em: - comando manual em que o operador comanda os grupos a partir do respectivo quadro; - comando automático realizado a partir do autómato. Em situação de exploração normal, os grupos funcionarão fundamentalmente em regime automático.o comando dos grupos faz apelo a um medidor contínuo do nível de água no rio e a um medidor de caudal instalado na conduta geral de compressão. O comando automático tem por base o facto de a um dado caudal pedido pelo operador e a um determinado nível de água no rio corresponder um ponto de funcionamento nas curvas características da instalação, o que permite definir quais os grupos electrobomba a ter em serviço, bem como a velocidade de rotação dos grupos que dispõem de velocidade variável. A selecção dos grupos a ter em serviço é realizada pelo autómato em função do caudal pretendido e do nível de água no rio. Uma vez seleccionados os grupos que deverão estar em serviço, o autómato definirá a velocidade de rotação dos grupos de velocidade variável em função do nível de água no rio. A velocidade será ainda ajustada em função da medição de caudal efectuada pelo medidor instalado na conduta geral de compressão. Na selecção dos grupos a ter em serviço, dever-se-á ainda ter em conta a rotatividade na utilização dos grupos de velocidade variável, com o objectivo de originar uma distribuição uniforme do número de horas de funcionamento pelos três grupos. 10

11 Para a ferragem dos mastros oscilantes e das condutas do circuito das bombas até as válvulas de seccionamento existentes nas condutas individuais de compressão, foram previstos quatro sistemas de vazio, de anel líquido, independentes (um para cada bomba), de modo a possibilitar esta ferragem num intervalo de tempo de cerca de 15 minutos. 4.6 Pórtico rolante e acessórios Pórtico rolante É constituído por uma estrutura metálica em aço macio soldável que se desloca sobre quatro rodas, sendo as características principais: dimensões gerais aproximadas (CxLxA)...6,0 x 2,5 x 4,3 m capacidade de elevação...6,0 T curso do gancho...15 m comprimento do caminho de rolamento...28 m aprox. Todos os movimentos são eléctricos, sendo o seu comando efectuado a partir de uma botoneira posicionada de modo a serem facilmente executáveis todas as manobras. O pórtico faz a montagem e desmontagem das articulações dos mastros oscilantes e de praticamente todo o equipamento existente no interior dos caixões em betão armado Acessórios Os acessórios são constituídos por: blindagens da soleira dos canais; juntas; sistema de esgoto e drenagem. - Blindagens da soleira dos canais Em cada soleira dos dois canais que conduzem à Estação Elevatória de Valada foi montada uma blindagem de 2,3 x 4,0 m², constituída por chapa de aço de 12 mm de espessura. A blindagem foi fixada ao betão do canal utilizando varões de ¾ de diâmetro roscado para fixar convenientemente através de uma resina epoxy. A parte superior do varão é fixada à chapa por soldadura. A fixação é feita por varões distanciados de 50 cm em filas igualmente afastadas de 50 cm. - Juntas Foram previstas duas juntas tipo Viking Johnson para tubos de diâmetro exterior de mm, montadas junto à parede do canal da estrutura existente. Estas juntas permitem absorver assentamentos diferenciais entre as duas estruturas. - Sistema de esgoto e drenagem 11

12 As águas provenientes de fugas dos equipamentos, infiltrações e esgotos serão recolhidas em dois poços colectores, situados em cada extremidade da câmara, com as dimensões de 2,0 x 1,0 x 0,7 m³ (C x L x A) aproximadamente. Um autómato assegurará o funcionamento automático da instalação com base nas informações de nível fornecidas por detectores instalados nos poços colectores. Para a bombagem das águas de drenagem acumuladas nos poços prevê-se a instalação de dois conjuntos de dois grupos electrobomba de drenagem, sendo o maior reserva do outro. Os grupos possuirão comando automático que controlará o nível de água nos poços e comando manual de arranque e paragem. Os grupos terão caudais unitários de 10 l/s e 5 l/s respectivamente e haverá três detectores de níveis nos poços: mínimo, máximo e de alarme. O sinal de alarme é transmitido ao Centro de Comando bem como a situação de funcionamento ou paragem de cada grupo. Válvulas, tubagem e equipamento eléctrico completam a instalação. 4.7 Cobertura da câmara de captação A cobertura da câmara de bombagem (ou caixão) visava, para além de evitar a entrada das águas da chuva, dar resposta a três objectivos fundamentais: facilidade e rapidez de desmontagem e montagem em caso de necessidade de retirar equipamentos do interior do caixão; iluminação zenital adequada no interior da câmara; isolamento térmico eficaz, para evitar temperaturas demasiado elevadas na câmara (particularmente no Verão). A solução que veio a ser adoptada, constituída por painéis do tipo sandwich formados por duas chapas termolacadas com poliestireno extrudido entre elas, revelou-se bastante adequada uma vez que permitiu assegurar uma resposta eficaz a todos os objectivos pretendidos, apresentando, simultameamente, grande leveza e portabilidade. 4.8 Instalação eléctrica Os trabalhos relativos ao equipamento eléctrico compreenderam: Fornecimento e montagem de um novo Quadro Geral da Captação; Fornecimento e montagem do Quadro Local da Captação; Fornecimento e montagem de conversores de frequência para variação de velocidade de motores; Transferência de local do quadro de correcção do factor de potência e de um painel anexo; Instalação e ligação de cabos de energia; Instalação e ligação de cabos de comando; Ampliação do autómato da estação; Programação do autómato da estação; Programação do sistema de comando em Vale da Pedra. 12

13 5 CONSTRUÇÃO A execução da obra foi consignada à empresa Tomás de Oliveira Empreiteiros, S.A., que se constituiu como o que correntemente se designa por empreiteiro geral. Os trabalhos especiais de fundação foram subcontratados à empresa Keller SA., tendo sido subcontratada a Efacec Ambiente, S.A. para assegurar o fornecimento e montagem dos equipamentos electromecânicos. Por diversas razões, as obras decorreram durante o período de inverno 2002/2003, o qual se revelou bastante chuvoso, tendo originado com frequência, e durante períodos prolongados, níveis de água relativamente altos no Tejo. Para precaver a possibilidade de ocorrência de níveis altos no rio e a consequente elevação do nível freático - como se viria a verificar, optou-se por proceder, antes do início das obras, à ensecagem da zona de trabalho, recorrendo à instalação de uma cortina de estacasprancha (tendo, para o efeito, sido subcontratada a firma SETH, S.A.). Foram realizadas algumas sondagens na zona de implantação, tendo sido encontrados níveis areno-siltosos, com intercalações mais ou menos argilosas e/ou lodosas de fraca a muito fraca consistência até profundidades elevadas. Dada a fraca capacidade de carga destas formações, bem como a sua fraca resistência à erosão interna, julgou-se conveniente proceder ao melhoramento das características da fundação, tendo-se optado por um tratamento de consolidação por vibro-substituição, com realização de estacas de brita. Os resultados obtidos foram muito satisfatórios, permitindo evitar o recurso a fundações indirectas e eliminando o risco de ocorrência de fenómenos de erosão interna. O método construtivo utilizado foi o da prefabricação do caixão em segmentos, em estaleiro adjacente ao local da obra, sendo depois o conjunto enterrado por Havage. Na figura 5 apresenta-se esquematicamente o método de afundamento utilizado. Figura 5 Esquema do afundamento do caixão por Havage Para facilitar o afundamento do caixão, o bordo de ataque no anel inferior foi construído em bisel e revestido a aço. Igualmente para facilitar o afundamento utilizaram-se diferentes processos para reduzir o atrito das paredes laterais com a fundação, desde a utilização de jactos de água até ao revestimento das paredes com óleo. O processo de afundamento dos caixões foi altamente condicionado pela presença de obstáculos na fundação (calhaus, antigas estacas de madeira) que tiveram várias vezes de ser removidos por mergulhadores. 13

14 Apesar do cuidado colocado no processo de escavação, ao longo da execução tornou-se necessário recorrer diversas vezes a manobras de correcção da verticalidade dos caixões. Para evitar deslocamentos em planta houve que recorrer à instalação de uma estrutura formada por perfis em aço para condicionar potenciais deslocamentos laterais, amarrada à cortina de estacas-prancha e a outros pontos de amarração existentes nas imediações. Os deslocamentos que (apesar dos cuidados referidos) se verificaram foram sendo corrigidos ao longo dos trabalhos de afundamento da estrutura pelo recurso a macacos hidráulicos, criteriosamente posicionados. Após o afundamento dos caixões até à cota de projecto, procedeu-se à execução da respectiva laje de fundo, tendo as suas armaduras sido especialmente concebidas por forma a facilitar a colocação das mesmas em ambiente submerso, com o apoio de mergulhadores. Betonada a laje de fundo, foram executados os betões de 2ª. fase que incluiram o aumento da espessura das paredes do caixão. Para assegurar uma impermeabilização adequada do interior da câmara, procedeu-se ao revestimento da laje de fundo e das respectivas paredes, abaixo da cotas normalmente atingidas pelo Rio Tejo, com argamassas impermeabilizantes. Importará sublinhar que, apesar dos problemas surgidos ao longo da obra e que são sempre de esperar numa obra de hidráulica fluvial tão complexa e realizada num período tão desfavorável, o resultado final foi excelente, não se verificando desvio sensível dos caixões relativamente à sua verticalidade e posicionamento relativo (apenas alguns milímetros). Este bom resultado deveu-se em boa parte ao empenho e à excelente relação de trabalho entre as entidades envolvidas (dono da obra, projectista e empreiteiro) que tornou possível encontrar soluções adequadas para todos os problemas surgidos. Na página seguinte apresentam-se algumas fotos da obra concluída. 14

15 Foto 1 Vista para montante da face anterior do sistema de captação. Note-se, em segundo plano, o antigo sistema de captação por jangada. Em primeiro plano, o braço amarelo suporta o medidor de nível por radar. Foto 2 Pormenor dos braços de captação 3 e 4. Foto 3 Vista posterior da estrutura de captação. Em primeiro plano encontra-se o átrio de carga e descarga do equipamento. Foto 4 Vista da cobertura e da ponte rolante. Notemse as ilhas de areia no meio do rio, indicando níveis muito baixos no Tejo. 15