Defesas de margens e obras transversais. Necessidades e Soluções

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1 Defesas de margens e obras transversais Necessidades e Soluções 00

2 "Este catálogo faz parte de uma série de publicações, cuja finalidade é apresentar as soluções MACCAFERRI. Uma outra série oferece aos usuários informações técnicas, métodos de cálculo e exemplos para facilitar o projeto. Todo o conhecimento, acumulado no transcurso dos mais de 120 anos de vida da empresa, está à disposição do mercado, gratuitamente, na forma de assessoramento constante nas fases de definição, projeto e construção das obras que envolvam as tecnologias oferecidas pela empresa". Para informações mais detalhadas sobre as soluções apresentadas neste catálogo, entre em contato conosco. 00

3 Obras Fluviais P ode-se considerar como obra fluvial toda estrutura construída em um rio para direcionar e/ou controlar o fluxo da água. As finalidades destas estruturas são: - Evitar erosões das margens; - Recuperar áreas ribeirinhas; - Controlar o transporte de sólidos; - Armazenamento ou derivação da água; - Controle e sistematização de cheias, etc. Como os rios são organismos naturais e vivos, é imprescindível que qualquer tipo de intervenção tenha baixo impacto ambiental e se integre rápida e eficientemente com o meio circundante. Com mais de 120 anos de experiência mundial no controle da erosão e da proteção ambiental, a Maccaferri propõe uma série de soluções ambientalmente corretas e estrutu- I t á l i a ralmente eficientes para obras fluviais. Essas soluções são constantemente verificadas e atualizadas tecno lo gicamente através de pesquisas e provas realizadas em laboratórios de renome interna cio nal como: Delfet Hydraulics Laboratory; Sogreah Ingénieurs Conseils; Universitá di Bologna; Colorado State University; University of New South Wales; INCYTH (Instituto Nacional de Ciencia y Técnica Hidricas) atual INA; INTI (Instituto Nacional de Tecnologia Industrial; IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas), entre outros. Estes procedimentos também permitem o desenvolvimento de teorias e programas de cálculo que facilitam e otimizam a utilização destas soluções. Mais de 120 anos de experiência em soluções técnicas para o Controle da Erosão e Proteção Ambiental I N C Y T H - A r g e n t i n a C o l o r a d o S t a t e U n i v e r s i t y - U S A 03 00

4 Soluções Maccaferri As obras fluviais são basicamente diferenciadas em: defesas de margens e obras transversais. As defesas de margens são divididas em dois grupos: obras longitudinais e obras defletoras. As obras longitudinais são geralmente utilizadas nos seguintes casos: - Quando se deseja delimitar o leito e aproveitar as áreas próximas às margens; - Para proteger as margens contra erosões e inundações; - Na recuperação de terrenos ribeirinhos; - E em sistemas de captação. P a r a g u a i F o t o 4 A P e r u Dependendo da situação local e de sua finalidade, as obras longitudinais podem ser classificadas como estruturas pesadas (Foto 4A) ou leves (Foto 4B). As primeiras atuam também como contenção, nos casos onde é necessário conferir estabilidade ao talude natural. As estruturas leves, por sua vez, são empregadas para revestir margens naturais ou artificiais já estáveis, protegendo-as contra a erosão. Geralmente, as obras longitudinais requerem baixo impacto ambiental e facilidade de integração ao meio circundante. As soluções disponibilizadas pela Maccafferri como gabiões caixa e saco, colchões Reno, Terramesh System ou Verde e geomantas se adequam perfeitamente às necessidades técnicas, construtivas e econômicas destes tipos de obras F o t o 4 B Para a proteção e recuperação de margens I n d o n é s i a F o t o 4 C

5 nos casos onde seja necessário: - Fixar ou modificar a declividade do rio; - Controlar o transporte de sólidos; - Armazenar água para abastecimento ou controle de cheias; - Sistemas de captação. As obras transversais, por sua própria natureza funcional, necessitam de estruturas mecanicamente resistentes e nos casos de sistematizações, utilizar materias facilmente disponíveis a pequenas distâncias. As soluções em gabiões se adaptam perfeitamente a estas necessidades, como também permitem construções em etapas, freqüentemente utilizadas nestes tipos de intervenções. B r a s il Itá lia F o to 5 A B r a s il F o to 5 B No controle de cheias e no transporte de materiais sólidos Quando existe a necessidade de direcionar ou centralizar o fluxo para recuperar áreas ou proteger as margens da erosão, recorre-se com eficácia às estruturas defletoras denominadas espigões (Fotos 4C e 5A). Características funcionais importantes para este tipo de intervenção são a facilidade e rapidez de execução, possibilidade de construção em presença d água e flexibilidade. Aliando essas particularidades a uma excelente relação custo/benefício, as estruturas em gabiões são uma excelente solução para a construção de espigões. Recorre-se a obras transversais (Fotos 5B e 5C), como barragens e soleiras, F o to 5 C B o lív ia 00 05

6 Características e Vantagens As soluções disponibilizadas pela Maccaferri para obras fluviais apresentam características técnicas, funcionais e construtivas que as tornam vantajosas, inclusive no aspecto econômico, em relação às alternativas tradicionais. Em termos gerais podemos destacar: Os solos próximos aos leitos dos rios geralmente são de má qualidade. Nestas condições, as construções tradicionais requerem onerosas fundações profundas com conseqüentes e complexas escavações, ensecadeiras e operações de bombeamento. Nestas situações as soluções flexíveis, que permitem à estrutura acompanhar recalques diferenciais sem perder sua eficiência e resistência, são as que apresentam a melhor relação custo/benefício inicial e o menor custo de manutenção. Em muitos casos os cursos d água são extensões do lençol freático. Intervir no equilíbrio deste sistema não é aconselhável e pode trazer graves conseqüências para a região. Para evitar este problema o correto é utilizar soluções altamente permeáveis e drenantes que permitam o fluxo das águas de percolação e infiltração, aliviando também o empuxo hidrostático atuante sobre as estruturas (Foto 6A). As obras hidráulicas geralmente requerem grandes investimentos e são importantes para a sociedade beneficiada. Em função disso devem ser resistentes e ter longa vida útil. As soluções em malha hexagonal de dupla torção atendem a estes requisitos, pois têm alta resistência mecânica e são monolíticas. A durabilidade dos elementos metálicos é garantida pelo formato da malha e pelo revestimento dos arames com a liga de Zn/Al (Galfan ), ou ainda pela proteção de um revestimento adicional plástico, utilizado quando a obra estiver em ambientes quimicamente agressivos. B r a s i l Estruturas de baixo impacto ambiental e de construção simples V e n e z u e l a F o t o 6 A 00 06

7 F o to 7 A necessidades técnicas ou econômicas, representa um diferencial considerável, não somente para o projetista e construtor, mas principalmente para o financiador do investimento. As soluções Maccaferri podem facilmente se adaptar a essas situações. Os rios são ecossistemas delicados que podem se desestabilizar totalmente em conseqüência de intervenções não adequadas. As soluções em gabiões e geossintéticos se adaptam a qualquer tipo de ambiente, pois utilizam materiais inertes e interagem com o meio circundante criando condições que favorecem a formação de um novo equilíbrio ambiental (Foto7B). Obras com excelente relação custo/benefício e socialmente corretas R e p ú b lic a D o m in ic a n a F o to 7 B As obras hidráulicas geralmente são complexas, do ponto de vista operacional, em função da presença d água, dificuldade de acesso e variações repentinas de vazão. Devido a isso soluções com gabiões e geossintéticos são indicadas, pois são de execução simples e rápida, não necessitam de equipamentos ou mão-de-obra especializados e funcionam imediatamente após sua construção. A facilidade de construção tem também um relevante aspecto social, pois pemite a utilização da mão-de-obra local, inclusive com viabilização de programas sociais e execução em regime de mutirão (Foto 7A). A possibilidade de se construir a obra em etapas, devido a

8 Obras Longitudinais Estruturas flexíveis, permeáveis e resistentes B r a s i l Os gabiões caixa são elementos em forma de prisma retangular, ideais para a construção de estruturas de proteção, defesa e contenção de margens. Seu funcionamento se dá por gravidade e o comportamento técnico-funcional é excelente, pois a estrutura é monolítica, flexível, permeável, resistente e de longa vida útil, garantida pelo revestimento Galfan e recobrimento adicional plástico. P e r u G a b i ã o c a i x a B o l í v i a B r a s i l 08 00

9 B o l í v i a B r a s i l F o t o 9 A As obras em gabiões caixa são facilmente construídas pois, para isso, necessitam somente de ferramentas básicas como alicates, pedras de composição e tamanho adequado, mão-de-obra não necessariamente especializada e eventualmente equipamentos mecânicos (Foto 9A). A integração total com o meio circundante, quando requerida, pode ser alcançada alguns meses após a conclusão da obra (Foto 9B). Quando o curso d água tem arraste considerável de sólidos deve-se proteger as áreas de contato direto da estrutura para se evitar a abrasão dos arames. Isto é facilmente conseguido através de concreto projetado, tiras de pneus ou pranchas de madeira (Foto 9C). Fácil integração com o meio circundante A n t e s D e p o i s R e p ú b l i c a D o m i n i c a n a F o t o 9 B C h i l e F o t o 9 C 09 00

10 Obras Longitudinais Quando for necessária a execução da fundação da estrutura em presença de água são usados os gabiões saco, elementos de forma cilíndrica confeccionados em malha hexagonal de dupla torção. Estes gabiões são extremamente versáteis do ponto de vista construtivo e fundamentais em obras submersas, pois permitem o trabalho sem a necessidade de ensecadeiras ou desvios do fluxo d água, já que sua colocação é realizada facilmente com a utilização de equipamentos mecânicos (Foto10A). Esses elementos também apresentam excelente desempenho quando a estrutura está apoiada sobre solos com baixa capacidade de suporte. B r a s i l G a b i ã o s a c o F o t o 1 0A Nestes casos trabalha como elemento distribuidor de tensões evitando recalques excessivos da estrutura. C o l c h ã o R e n o A r g e n t i n a B o l í v i a F o t o 1 0C 1000 F o t o 1 0B Os gabiões saco são sempre fabricados com arames revestidos com Galfan e recobertos com material plástico devido estarem em contato constante com a água. Para se evitar o solapamento na base das estruturas longitudinais, pode-se recorrer a plataformas de deformação formadas por colchões Reno, que são elementos metálicos em forma de prisma retangular, que se caracterizam por uma grande superfície, pequena altura e alta flexibilidade. Essas plataformas são construídas à frente das defesas longitudinais em gabiões caixa e diretamente sobre o terreno regularizado (Fotos 10B e 10C). Desta forma se evita a construção de onerosas fundações profundas. Por estarem diretamente em contato com a água, são sempre confeccionados com arames revestidos com Galfan e recobertos com material plástico.

11 A r g e n t i n a F o t o 1 1 A Os colchões Reno também são utilizados com extrema eficácia no revestimento de margens estáveis e diques (Fotos 11A e 11B). A alta flexibilidade desses elementos e a natureza monolítica da estrutura permitem a construção de revestimentos econômicos e resistentes, mesmo quando ocorram recalques acentuados dos maciços de terra. Devido à facilidade do desenvolvimento de vegetação por entre as pedras, os revestimentos em colchões Reno também são ideais quando se deseja uma rápida integração da obra com o meio circundante (Foto 11C). Permitem construção em presença de água C a n a d á F o t o 1 1 B B r a s i l F o t o 1 1 C Dispensam fundações profundas B r a s i l F o t o 1 1 D Nas situações onde as solicitações sobre o revestimento forem menores, pode-se utilizar o MacMat-R. Esta solução é composta por uma rede em malha hexagonal de dupla torção, que proporciona a resistência mecânica ao revestimento, e uma geomanta tridimensional fabricada a partir de filamentos grossos de poliamida (nylon). Esta geomanta é um sistema contínuo que representa uma efetiva proteção contra a erosão e ao mesmo tempo uma adequada ancoragem para as raízes da vegetação que irão se desenvolver por entre os filamentos (Foto 11D)

12 Obras Longitudinais Nas defesas longitudinais onde seja necessária a contenção da margem, pode-se, em certas situações, utilizar estruturas em solo reforçado com grandes vantagens em relação às estruturas de gravidade. Nestes casos a solução ideal é o Terramesh System que é composto por elementos confeccionados a partir de um único painel de tela hexagonal de dupla torção com arames revestidos com Galfan e recobrimento de material plástico (Fotos 12A e 12B). Estes painéis formam o paramento frontal da estrutura e os elementos de reforço, que interagem com o solo proporcionando estabilidade ao conjunto. O Terramesh System mantém as características de flexibilidade, permeabilidade e monoliticidade dos gabiões caixa e apresenta grande A u s t r á l i a F o t o 1 2 A T e r r a m e s Sh y s t e m B r a s i l F o t o 1 2 B I t á l i a T e r r a m 70 o e s Vh e r d e F o t o 1 2 C 1002 economia nos locais onde o custo da pedra é elevado. Quando se deseja uma margem totalmente revestida por vegetação, utiliza-se o Terramesh Verde, solução tecnicamente igual à anterior, mas que não utiliza pedras e tem o paramento frontal inclinado (Foto 12C). Este sistema tem a parte interna do painel frontal formada por uma rede eletrossoldada e uma geomanta que tem a função de reter o solo e favorecer o crescimento da vegetação. O paramento frontal tem sua geometria garantida por gabaritos metálicos triangulares que definem a inclinação do talude da estrutura. Os sistemas de solo reforçado Terramesh são os únicos que dispensam a utilização de fôrmas durante a construção da estrutura.

13 Espigões São utilizados para proteger e recuperar margens erodidas. Funcionam como direcionadores do fluxo principal da corrente para a parte central do álveo, evitando que a força das águas atinja as margens. Geralmente são utilizados em conjuntos (Foto 13A), para criar entre eles zonas de remanso e, conseqüentemente, de deposição de material sólido, reconstituindo desta forma, margens já afetadas pela erosão. H o n d u r a s A r g e n t i n a B o l í v i a F o t o 1 3 A B o l í v i a E l S a l v a d o r 1003

14 Espigões Possibilitam ampliações ou modificações das estruturas R e p ú b lic a D e m o c r á tic a d o Y e m e n Itá lia Por suas características de permeabilidade, flexibilidade e resistência mecânica, o gabião é a solução mais eficaz para este tipo de intervenção hidráulica. Como já descrito para as obras longitudinais, a presença F o to 1 4 A d água não afeta o processo construtivo dos espigões e eventuais solapamentos podem ser evitados com plataformas de deformação em colchões Reno (Foto 14A). H o n d u ra s Itá lia 100 4

15 G u a t e m a l a I t á l i a A forma e a geometria dos espigões são definidas em função do regime hidráulico do rio e da finalidade principal da intervenção. Como esse tipo de obra altera o equilíbrio natural do curso d água, geralmente a intervenção é realizada H o n d u r a s em etapas, até se conseguir um novo equilíbrio do sistema. Os gabiões se adequam perfeitamente a essa necessidade, pois permitem alterações e/ou ampliações das estruturas iniciais, bastando para isso agregar novos elementos. A n t e s São altamente flexíveis D e p o i s M a l a w i 1005

16 Barragens Os gabiões representam uma alternativa de excelente resultado técnico e funcional na construção de barragens de pequeno e médio portes. Nas sistematizações de vertentes e no controle do transporte sólido, apresentam as vantagens de serem altamente permeáveis e possibilitarem a ampliação da estrutura em etapas. Também nestes casos, a pedra para enchimento dos elementos está disponível no próprio leito ou bem próximo deles, o que se torna um fator de relevância econômica (Foto 16B). I u g o s l á v ifa o t o 1 6 A B r a s i l Utilizam pedras disponíveis no próprio local 1006 B o l í v i a F o t o 1 6 B

17 A r á b i a S a u d i t a F o t o 1 7 A Para evitar que o material em suspensão, por efeito de abrasão, possa afetar os gabiões do vertedouro, recomenda-se o seu revestimento com concreto (Foto 16A) ou sua proteção com outros tipos de materiais (Fotos 17A e 17B). D e p o i s A n t e s E l S a l v a d o r F o t o 1 7 B I t á l i a 1007

18 Barragens Quando a retenção da água é necessária, como por exemplo em armazenamentos, derivações e controle de cheias, pode-se facilmente impermeabilizar as estruturas e combiná-las com elementos estruturais complementares como comportas ou adufas, permitindo assim regularizar o fluxo e o nível da água da barragem (Foto 18A). Freqüentemente os gabiões caixa e saco são utilizados em pequenos barramentos denominados soleiras, que têm a função de fixar a cota de fundo de curso de água, evitando a formação de erosões regressivas que possam B r a s i l ameaçar estruturas construídas a montante (Foto 18B). F o t o 1 8 A B r a s i l B r a s i l A r g e n t i n a F o t o 1 8 B 1008

19 B r a s il Geomembrana Rocha B r a s il Gabiões e geossintéticos também são muito utilizados em estruturas complementares de obras transversais como: proteções do paramento de montante de barragens em terra, ensecadeiras, dissipadores de energia, vertedouros fusíveis, etc. E s ta d o s U n id o s São facilmente impermeabilizadas

20 D is tr ib u iç ã o G r a tu ita U n id a d e N o v o H a m b u r g o. Tel.: (51) Fax: (51) novohamburgo@maccaferri.com.br U n i d a d e B e l o H o r i zo n t e. Tel.: (31) Fax: (31) belohorizonte@maccaferri.com.br U n id a d e R e c ife. Tel.: (81) Fax: (81) recife@maccaferri.com.br U n id a d e C u r itib a. Tel./fax: (41) curitiba@maccaferri.com.br U n id a d e R io d e J a n e ir o. Tel.: (21) Fax: (21) rio@maccaferri.com.br U n id a d e G o iâ n ia. Tel./fax: (62) goiania@maccaferri.com.br C o n s u lte n o s s o s ite : e conheça as demais unidades regionais. 00 MM /2014 Maccaferri do Brasil Ltda M a t r i z. Av. José Benassi, Distrito Industrial FazGran CP CEP Jundiaí - SP - Brasil Tel.: (11) Fax: (11) maccaferri@maccaferri.com.br U n id a d e B e lé m. Tel.: (91) Fax: (91) belem@maccaferri.com.br