SISTEMAS DE TRANSPORTES TT046

SISTEMAS DE TRANSPORTES TT046 Prof. Eduardo Ratton Prof. Garrone Reck Prof a. Gilza Fernandes Blasi Prof. Jorge Tiago Bastos Prof a. Márcia de Andrade Pereira Prof. Wilson Kuster Versão 2015

TRANSPORTE DUTOVIÁRIO

CONCEITO Ø Entende-se por transporte dutoviário aquele efetuado no interior de uma linha de tubos ou dutos realizado por gravidade ou pressão sobre o produto a ser transportado ou ainda por arraste deste produto por meio de um elemento transportador. 3

CONCEITO 4

HISTÓRICO MODO DUTOVIÁRIO - HISTÓRICO Ø Trata-se de modalidade bastante antiga na área dos equipamentos urbanos, em especial na adução e distribuição de água à população e na captação e deposição de esgotos domiciliares, funções que o caracterizam até hoje como a modalidade de maior uso em tonelagem e volume, embora por suas características nestes campos tenha saído da órbita dos transportes para a do saneamento urbano. 5

HISTÓRICO MODO DUTOVIÁRIO - HISTÓRICO ü Primeiros materiais utilizados para constituição dos tubos: bambus (chineses), cerâmica (egípcios e astecas) e chumbo (gregos e romanos). ü Primeira utilização industrial foi na coleta de petróleo dos poços produtivos para os centros de produção. 6 6

HISTÓRICO MODO DUTOVIÁRIO - HISTÓRICO ü Em 1865, na Pensilvânia (EUA), foi construída a ü 1ª dutovia para petróleo, com Ø 2 e 8km, de ferro fundido. ü Em 1930, teve início o transporte de derivados de petróleo entre a refinaria de Bayway (NY) e Pittsburgh. 7 7

HISTÓRICO NO BRASIL MODO DUTOVIÁRIO - HISTÓRICO Ø A participação de dutovias no Brasil, iniciou-se na década de 50, evoluiu gradativamente nos anos 60, tendo apresentado importante incremento na década de 70 e início de 80. Ø A década de 70 se caracteriza por importantes obras: a construção do Oleoduto São Sebastião/Paulínia (226km), Angra dos Reis / Caxias (125km), entre outros. Ø Nas 2 últimas décadas ganhou o reforço de seu emprego no transporte de granéis sólidos, como o minério de ferro e o carvão mineral em mistura com a água, de modo a formar uma pasta fluida, nos chamados minerodutos e carbodutos. 8

MODO DUTOVIÁRIO MATRIZ (CARGA) Aquaviário, 13,60% Aéreo; 0,40% Dutoviário, 4,20% Ferroviário, 20,70% Rodoviário; 61,10% 9

MODO DUTOVIÁRIO CARACTERÍSTICAS Ø Neste modal, o componente móvel (veículo) é o próprio produto transportado, sendo a via (parte fixa) constituída pelos dutos. Ø Esta modalidade de transporte vem se revelando como uma das formas mais econômicas de transporte para grandes volumes, especialmente quando comparados com os modais rodoviário e ferroviário. 10

MODO DUTOVIÁRIO CARACTERÍSTICAS VANTAGENS Ø É uma alternativa de transporte não poluente com reduzido impacto ambiental; Ø Devido ao serviço continuado (24h todos os dias) e à possibilidade restrita de interferência pelas condições de tempo e de congestionamento, ocupam lugar de destaque no item confiabilidade e freqüência; Ø Custo reduzido de transporte; facilidade de carga e descarga; baixo custo de manutenção e operação; Ø Menor possibilidade de perdas e roubos. 11

MODO DUTOVIÁRIO CARACTERÍSTICAS VANTAGENS 12

MODO DUTOVIÁRIO CARACTERÍSTICAS DESVANTAGENS Ø Alto custo de implantação devido aos direitos de acesso e servidão construção requisitos para controle das estações capacidade de bombeamento. Ø Transporte lento (2 a 8 km/h); Ø Risco de acidentes ambientais; Ø Pouca flexibilidade de destinos e de produtos. 13

MODO DUTOVIÁRIO CARACTERÍSTICAS Ø Os dutos utilizados para o transporte são de aço especial de grande resistência e durabilidade, totalmente soldado para evitar vazamentos, sendo revestido com uma fita plástica colada para evitar corrosão, o que o torna bastante seguro. 14

MODO DUTOVIÁRIO CARACTERÍSTICAS Ø Depois de serem enterrados, são colocadas placas de concreto 50 centímetros acima dos tubos para protegê-los contra acidentes no caso de escavação do local. Além disso, é colocada, sobre as placas de proteção, uma faixa laranja indicando o gasoduto enterrado. 15

MODO DUTOVIÁRIO CARACTERÍSTICAS 16

MODO DUTOVIÁRIO CARACTERÍSTICAS 17

MODO DUTOVIÁRIO GAMAGRAFIA É uma radiografia obtida através de raios gama. Por meio deste processo, pode-se detectar defeitos ou rachaduras no corpo das peças. Na construção do gasoduto Brasil-Bolívia, utilizou-se a gamagrafia para garantir a integridade das tubulações 18

MODO DUTOVIÁRIO MEIO AMBIENTE Ø Os projetos dutoviários passaram também a ser controlados de forma a trazer o progresso com mínimo possível de impacto ao meio ambiente. Ø Para isto deve ser desenvolvido um Estudo de Impacto Ambiental EIA e o respectivo Relatório de Impacto Ambiental RIMA a serem submetidos à aprovação do órgão estadual competente e do IBAMA. 19

MODO DUTOVIÁRIO MEIO AMBIENTE Ø Mesmo com tantos cuidados alguns acidentes podem causar sérios problemas ao meio ambiente. Duto Rompido por Corrosão Fonte: CETESB 20

MODO DUTOVIÁRIO ACIDENTES Ø Os acidentes nas dutovias estão ligados não somente às falhas técnicas, como ruptura nas tubulações ou falhas nos mecanismos das válvulas, mas também pela ação de agentes externos, como tratores escavando, por exemplo. Ø Os acidentes que podem ocorrer no modal dutoviário, durante sua implantação e operação, são: Ø a poluição do solo, águas superficiais e subterrâneas, Ø incêndios com prejuízo ao meio biótico, morte ou intoxicação de animais, Ø poluição atmosférica e acidentes envolvendo operários. 21

MODO DUTOVIÁRIO ACIDENTES EGITO NIGÉRIA Acidente com Gasoduto da PETROBRÀS em 2000, São Paulo/SP Fonte: CETESB 22 Rompimento de Gasoduto (GLP)-Barueri (SP) 2001 Fonte: CETESB

MODO DUTOVIÁRIO BRASIL Ø No Brasil, a participação das dutovias na matriz de transportes ainda é pequena, visto que os dutos são monopólio da Petrobrás e diferem da realidade mundial. Ø (...) em qualquer lugar do mundo o transporte dutoviário é o modal mais econômico, mas no Brasil ele costuma ser mais caro do que a ferrovia. (RODRIGUES, 2001) 23

MODO DUTOVIÁRIO BRASIL Ø A PETROBRÁS, maior empresa estatal brasileira, detinha o monopólio para a prospecção, pesquisa e extração do petróleo em território brasileiro em terra ou mar. Ø Com o fim deste monopólio no ano de 1997, outras empresas passaram a participar deste mercado, porém ainda com uma pequena faixa de participação, por se tratar de um mercado de grandes investimentos. Ø Shell, Texaco, Maersk, Chevron 24

MODO DUTOVIÁRIO BRASIL Ø Atualmente, a PETROBRÁS detém a maior parcela do mercado de exploração, pesquisa e prospecção do petróleo em solo e águas pertencentes ao território Brasileiro (96,7%) MME (2007) Todo o sistema de dutovias da empresa é supervisionado e controlado pelo Centro Nacional de Controle Operacional CNCO, localizado no centro da cidade do Rio de Janeiro. 25

MODO DUTOVIÁRIO BRASIL MALHA DUTOVIÁRIA 26

MODO DUTOVIÁRIO BRASIL x EUA MALHA DUTOVIÁRIA 27

MODO DUTOVIÁRIO EUROPA Mapa dos oleodutos e gasodutos existentes e projetados na Europa 28

MODO DUTOVIÁRIO DENOMINAÇÕES a) Gasodutos: transporte de gases; destaca-se a recente construção do gasoduto Brasil-Bolívia b) Minerodutos: aproveita a força da gravidade para transportar minérios. Esses são impulsionados por um forte jato de água. c) Oleodutos: utiliza-se de sistema de bombeamento para o transporte de petróleos brutos e derivados aos terminais portuários ou centros de distribuição. d) Emissários e Adutoras e) Resíduos Sólidos Granéis - Outros 29

MODO DUTOVIÁRIO GASODUTOS ü Gás natural Braço do Rio Paraguai ü Gasoduto BRASIL (Porto Alegre) BOLÍVIA (Rio Grande) com 3.150km sendo 2.593km no BR; ü Tubos de aço carbono de 16 a 32 30 milhões de m³ de gás por dia ; ü Monitoramento 24 h/dia via satélite ü Custo US$ 2 bilhões 30 30

MODO DUTOVIÁRIO GASODUTOS Gasoduto BRASIL (Porto Alegre) BOLÍVIA (Rio Grande) O gasoduto tem seu início na cidade boliviana de Santa Cruz de la Sierra e seu fim na cidade gaúcha de Canoas, atravessando também os estados de Mato Grosso do Sul, São Paulo, Paraná, Santa Catarina, Rio Grande do Sul, passando por cerca de quatro mil propriedades em 135 municípios. 31

MODO DUTOVIÁRIO GASODUTOS Gasoduto BRASIL (Porto Alegre) BOLÍVIA (Rio Grande) A Transportadora Brasileira Gasoduto Bolívia-Brasil (TBG) se estabelece em 18 de abril de 1997, para empreender a construção do lado brasileiro do gasoduto e começar a operá-lo no menor prazo possível. Na Bolívia, formou-se a empresa Gás Transboliviano (GTB). O investimento total no empreendimento é da ordem de US$ 2 bilhões, sendo US$ 1,6 bilhões no Brasil e US $ 400 milhões na Bolívia. 32

MODO DUTOVIÁRIO GASODUTOS Gasoduto BRASIL (Porto Alegre) BOLÍVIA (Rio Grande) 33

MODO DUTOVIÁRIO GASODUTOS Gasoduto BRASIL (Porto Alegre) BOLÍVIA (Rio Grande) 34

MODO DUTOVIÁRIO MINERODUTOS ü Sal-gema ü Minério de ferro ü Concentrado Fosfático. MINERODUTO Ø 24 ENTRE OS MUNICÍPIOS DE PARAGOMINAS E BARCARENA, PARÁ, COM EXTENSÃO DE 250 KM - COMPANHIA VALE DO RIO DOCE - CVRD 35

MODO DUTOVIÁRIO OLEODUTOS Ø Petróleo, óleo combustível, gasolina, diesel, álcool, GLP, querosene, e outros. 36

MODO DUTOVIÁRIO OLEODUTOS TRANS-ALASKA 37

MODO DUTOVIÁRIO OUTROS PRODUTOS EMISSÁRIOS E ADUTORAS Ø Águas Servidas (esgoto): As águas servidas ou esgotos produzidos pelo homem devem ser conduzidos por canalizações próprias até um destino final adequado. Ø Estas canalizações apropriadas são os emissários e troncos coletores, que são unidades operacionais projetadas para receber e dispor os esgotos da cidade, beneficiando toda a sua população. Os esgotos oriundos de cada residência ou instalação industrial ou comercial fluem através de um sistema de coletores e interceptores até as instalações de terra do emissário, onde recebem um prétratamento antes de serem lançados ao mar. 38

MODO DUTOVIÁRIO OUTROS PRODUTOS EMISSÁRIOS E ADUTORAS Emissário de Maceió 39

MODO DUTOVIÁRIO OUTROS PRODUTOS EMISSÁRIOS E ADUTORAS Ø Água Potável: Após a água ser coletada em mananciais ou fontes, a mesma é conduzida por meio de tubulações até estações onde é tratada e depois distribuída para a população, também por meio de tubulações. As tubulações envolvidas na coleta e distribuição são denominadas adutoras. 40 Adutora de água tratada (diâmetro: 1200mm) http://www.casan.com.br/menu-conteudo/index/url/ rio-piloes#0

MODO DUTOVIÁRIO OUTROS PRODUTOS RESÍDUOS SÓLIDOS Ø Carvão e Resíduos Sólidos: Para o transporte deste tipo de carga utiliza-se o duto encapsulado que faz uso de uma cápsula para transportar a carga por meio da tubulação impulsionada por um fluido portador, água ou ar. 41

MODO DUTOVIÁRIO OUTROS PRODUTOS RESÍDUOS SÓLIDOS Ø Pneumatic Capsule Pipeline (PCP), que usa como veículo, cápsulas sobre rodas para transportar a carga num duto cheio com ar. No Brasil esta tecnologia é empregada em alguns hospitais e repartições públicas para o envio de correspondências para outros andares do prédio já que ela é apontada como solução eficaz para os problemas de perda ou extravio de correspondências remetidas a outras repartições por meio de entregadores. 42

MODO DUTOVIÁRIO OUTROS PRODUTOS RESÍDUOS SÓLIDOS DUTO ENCAPSULADO PNEUMÁTICO 43

MODO DUTOVIÁRIO OUTROS PRODUTOS RESÍDUOS SÓLIDOS DUTO ENCAPSULADO HIDRÁULICO 44 Ø Hydraulic Capsule Pipeline (HCP), esta tecnologia usa cápsulas sem rodas para transportar cargas em um duto cheio com água. É mais econômica que a anterior pois usa menos energia. É utilizada para transportar materiais como grãos e outros produtos agrícolas e resíduos sólidos municipais (lixo), sendo que este último não necessita das cápsulas, pois é compactado de forma a assumir o formato semelhante ao dessas.

MODO DUTOVIÁRIO OUTROS PRODUTOS RESÍDUOS SÓLIDOS DUTO ENCAPSULADO HIDRÁULICO Cápsula de Resíduos Compactada 45

MODO DUTOVIÁRIO OUTROS PRODUTOS RESÍDUOS SÓLIDOS CARBODUTO Ø Coal Log Pipeline (CLP) é um tipo especial em que o próprio material a ser transportado é compactado em forma de cilindro constituindo a cápsula. O uso é limitado a carvão e a alguns minerais e resíduos sólidos de materiais, que, como o carvão, podem ser compactados e formar cilindros resistentes à água. 46

MODO DUTOVIÁRIO OUTROS PRODUTOS RESÍDUOS SÓLIDOS CARBODUTO Cilindros de carvão compactados e preparados para o transporte 47

MODO DUTOVIÁRIO ELEMENTOS Toda dutovia deve ser constituída de três elementos essenciais: Ø os terminais; Ø com os equipamentos de propulsão do produto; Ø os tubos (VIAS) e as juntas de união destes. 48

MODO DUTOVIÁRIO ELEMENTOS VIA Constituída por tubos, geralmente metálicos, que seguem a diretriz traçada pelo projeto, sequência esta interrompida de tempos em tempos pelas estações de bombeamento, onde for necessário a continuidade do fluxo, e pelas tancagens de armazenagem. A capacidade necessária leva ao dimensionamento do diâmetro dos tubos e da potência das bombas, de forma a permitir os fluxos de projeto, com certa margem de segurança. 49

MODO DUTOVIÁRIO ELEMENTOS VEÍCULO O produto bombeado é seu próprio veículo onde cada partícula impulsiona as que a antecedem, formando uma corrente contínua direcionada pela tubulação que é a via. 50

MODO DUTOVIÁRIO ELEMENTOS TERMINAIS As tancagens em pontos estratégicos da tubulação, marcam os terminais onde os produtos ou são transferidos a veículos de outras modalidades ou são bombeados para as tubulações menores de distribuição aos diversos usuários, ou mesmo para abastecerem as linhas de produção de produtos derivados, nas indústrias consumidoras. 51

MODO DUTOVIÁRIO ELEMENTOS CONTROLE Os controles se restringem ao da velocidade expressa pelas bombas, evitando tanto as baixas que permitiriam a sedimentação, como as altas que, conforme o produto, levariam à erosão dos tubos; 52

MODO DUTOVIÁRIO ASPECTOS TÉCNICOS Entre as características técnicas, operacionais e econômicas do transporte por condutos, podem ser mencionadas: Ø Facilidade de implantação: o caminhamento de uma tubulação é condicionado apenas às possibilidades do emprego dos equipamentos especializados no seu lançamento, e às facilidades de futuro acesso para sua inspeção e manutenção. Ø Ao contrário das rodovias e ferrovias onde as rampas máximas dificultam bastante a escolha da diretriz, as tubulações podem ser lançadas em rampas de até 90º, como no caso de gasodutos, tornando o trajeto entre os pontos extremos o mais direto possível. 53

MODO DUTOVIÁRIO ASPECTOS TÉCNICOS Ø Alta confiabilidade: sua operação não conhece o entrave de alternâncias diurnas e noturnas, nem contingências climáticas e atmosféricas, adaptandose, assim, ao trabalho contínuo e também sua tubulação, que em geral é enterrada a uma profundidade mínima de 80 cm, torna o transporte por dutos praticamente sem riscos. Ø Baixo consumo de energia: o transporte por dutos necessita de um mínimo de energia em relação à massa transportada a ser empregada exclusivamente na transferência do produto. 54

MODO DUTOVIÁRIO ASPECTOS TÉCNICOS Ø Alta especialização: o uso da automação com necessidade de uma mão de obra especializada, porém reduzida, para sua operação e o emprego de modernas tecnologias como o SIG (Sistema de Informações Geográficas), que permite a visualização do traçado da dutovia ou de pontos da mesma, ou com o GPS que fornece informações de posicionamento em tempo real e transmitidas via satélite. Ø Baixos custos operacionais: devido ao baixo consumo de energia e pela reduzida mão de obra utilizada na operação. 55

MODO DUTOVIÁRIO ASPECTOS TÉCNICOS Ø Alta especialização: o uso da automação com necessidade de uma mão de obra especializada, porém reduzida, para sua operação e o emprego de modernas tecnologias como o SIG (Sistema de Informações Geográficas), que permite a visualização do traçado da dutovia ou de pontos da mesma, ou com o GPS que fornece informações de posicionamento em tempo real e transmitidas via satélite. Ø Baixos custos operacionais: devido ao baixo consumo de energia e pela reduzida mão de obra utilizada na operação. 56

MODO DUTOVIÁRIO ASPECTOS TÉCNICOS Ø Apesar das vantagens mencionadas, este modal apresenta como desvantagem operacional sua reduzida flexibilidade, já que os pontos de origem e destino são fixos e os meios físicos, em sua quase totalidade, não podem ser transferidos para outras frentes de transporte, como acontece em outras modalidades. Ø Outra desvantagem apresentada é o alto custo de construção (desapropriação, construção, faixa de servidão, estações de controle e bombeamento). 57

MODO DUTOVIÁRIO CONSTRUÇÃO Terrestres: Ø Ø Ø Subterrâneos Aparentes Aéreos Submarinos 58

MODO DUTOVIÁRIO CONSTRUÇÃO TERRESTRES DUTOS SUBTERRÂNEOS São aqueles enterrados para serem mais protegidos contra intempéries, contra acidentes provocados por outros veículos e máquinas agrícolas, e t a m b é m, c o n t r a a curiosidade e vandalismo por parte de moradores vizinhos à linha dutoviária. 59

MODO DUTOVIÁRIO CONSTRUÇÃO TERRESTRES DUTOS APARENTES são aqueles visíveis, o que normalmente acontece nas chegadas e saídas das estações de bombeio, nas estações de carregamento e descarregamento e nas estações de lançamento/recebimento de PIGs, que são aparelhos utilizados na limpeza e detecção de imperfeições ou amassamentos na tubulação. 60

MODO DUTOVIÁRIO CONSTRUÇÃO TERRESTRES DUTOS APARENTES Também são dutos aparentes quando a tubulação atravessa maciços rochosos ou terrenos muito acidentados, a abertura de valas para a colocação da mesma é difícil e onerosa. Neste caso a linha é fixada em pequenas estruturas constituídas de uma sapata e uma coluna de concreto, denominadas berços, que servirão de sustentação e amarração para a tubulação. 61

MODO DUTOVIÁRIO CONSTRUÇÃO TERRESTRES DUTOS APARENTES 62

MODO DUTOVIÁRIO CONSTRUÇÃO TERRESTRES DUTOS AÉREOS São aqueles necessários para vencer grandes vales, cursos d água, pântanos ou terrenos muito acidentados. Tornam-se viáveis com a construção de torres metálicas nas extremidades do obstáculo e quando necessárias, torres intermediárias que servirão de suporte para a tubulação que ficará presa a elas por meio de cabos. 63

MODO DUTOVIÁRIO CONSTRUÇÃO TERRESTRES DUTOS AÉREOS Travessia de um rio Travessia de um Vale 64

MODO DUTOVIÁRIO CONSTRUÇÃO TERRESTRES DUTOS AÉREOS 65

MODO DUTOVIÁRIO CONSTRUÇÃO DUTOS SUBMARINOS São assim denominados devido à que a maior parte da tubulação está submersa no fundo do mar. Este método é geralmente utilizado para o transporte da produção de petróleo de plataformas marítimas (off-shore) para refinarias ou tanques de armazenagem situados em terra (on-shore). Também são utilizadas para atravessar baías ou canais de acesso a portos. 68

MODO DUTOVIÁRIO CONSTRUÇÃO DUTOS SUBMARINOS 69

MODO DUTOVIÁRIO CONSTRUÇÃO DUTOS SUBMARINOS 70

MODO DUTOVIÁRIO CAPACIDADE O cálculo de sua capacidade para implantação de projetos está estritamente vinculado à Mecânica dos Fluidos, seja em condutos livres ou forçados, adquirindo certa complexidade quanto se trata de sólidos em suspensão, como nos minerodutos e carbodutos. 71

MODO DUTOVIÁRIO CAPACIDADE Ø A velocidade, se comparada com a de outros modos de transporte, pode ser considerada baixa (em geral entre 2 e 8 km/h), Ø Porém, funciona continuamente 24 horas por dia o volume transportado se compara / iguala com o dos demais transportes. 72

MODO DUTOVIÁRIO CAPACIDADE Chamando de Q" a quantidade de dado produto, cujo peso específico é "p", transportado por duto de seção transversal "s" em um tempo "t", "v" a velocidade imprimida pelas bombas, expressos todos em unidades compatíveis com sua análise dimensional. Expressão da capacidade do duto para aquele produto naquele período de tempo : Q=p.s.v.t 73

MODO DUTOVIÁRIO CONSIDERAÇÕES Ø A malha dutoviária brasileira é detida em sua quase totalidade pela Petrobrás, sendo a maior parte dos seus dutos de transporte e alguns dutos de transferência geridos pela subsidiária Transpetro. Ø As informações de volumes transportados são raras, sabe-se que da exploração do petróleo à entrega final do derivado ocorrem várias etapas de transporte, no entanto, este levantamento, se existir, não é publicado. 74

MODO DUTOVIÁRIO CONSIDERAÇÕES Quantidade e extensão de dutos em operação, por função, segundo produtos movimentados 31/12/2013 Produtos movimentados Função Dutos em operação Extensão (km) Total 19.666 60% Derivados Transferência Transporte 1.115 4.794 Gás natural 40% Transferência Transporte 2.274 9.422 Petróleo Transferência 1.985 Outros¹ Transferência Transporte 36 40 Fonte: ANP/SCM, conforme a Portaria ANP nº 170/1998. ¹Inclui dutos para movimentação de etanol anidro, etanol hidratado, aguarrás e metanol, etano e propano de insumo para petroquímica, gasolina de pirólise e propileno de insumo para indústria http://www.anp.gov.br/?pg=71976 75

MODO DUTOVIÁRIO CONSIDERAÇÕES Ø Embora seja o modo de transporte que opere as maiores quantidades de cargas, geralmente passa desapercebido por estar em muitos casos vinculados ao Saneamento, com a distribuição de água e a coleta de esgotos. Ø O fato de exigir para sua eficácia volumes ponderáveis de carga faz com que se limite muitas vezes a grandes usuários de poucos produtos. 76

BIBLIOGRAFIA Ø Introdução Aos Sistemas de Transporte No Brasil e A Logística Internacional - 5ª Ed. 2014 - Paulo Roberto Ambrósio Rodrigues - Aduaneiras Ø Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). http://www.anp.gov.br/?pg=71976 Ø Confederação Nacional dos Transportes (CNT). http:// www.cnt.org.br/paginas/agencia_noticia.aspx?n=8413 77