SISTEMAS DE TRANSPORTES TT046

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO DE TRANSPORTES 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

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO DE TRANSPORTES TRANSPORTE AQUAVIÁRIO

PROBLEMAS MELHORAMENTOS DOS CURSOS D'ÁGUA PARA Os problemas NAVEGAÇÃO que dificultam a utilização plena dos cursos d'água para navegação são: Ø Obstáculos naturais ou acidentais Ø Desbarrancamentos Ø Instabilidade do canal (o talvegue pode se alterar após uma enchente) Ø Corredeiras e quedas 3

SOLUÇÕES MELHORAMENTOS DOS CURSOS D'ÁGUA PARA NAVEGAÇÃO 1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO 2. REGULARIZAÇÃO 3. CANALIZAÇÃO 4

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO Caracterizam-se por: Ø Obras de baixo custo Ø Simples Ø Necessitam de grande manutenção 6

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO a) Limitação do Leito de Inundação Ø Diques ou muros Ø Limitam as águas nas cheias, prevenindo inundações MURO DIQUE Leito Maior Fundação indireta Leito Menor Fundação direta 7

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO a) Limitação do Leito de Inundação Diques -Barragens de terra ou enrocamento - Não necessitando de ferragens Muros - Estruturas esbeltas - Em geral, de concreto armado 8

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO b) Remoção de Obstáculos Ø Retirada de material sólido do leito do rio Ø Obstáculos ocasionais (árvore, pedra, etc.) Ø Rochas permanentes Ø Sedimentos trazidos pela corrente 9

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO b) Remoção de Obstáculos operação de destocamento 10

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO b) Remoção de Obstáculos - Dragagem Ø Equipamentos mecânicos ou hidráulicos Ø Comum ocorrer sedimentação do canal dragado Ø Material pode ser removido do leito ou deixado no mesmo, só que em local onde não influencie o canal dragado. 11

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO b) Remoção de Obstáculos Dragagem Equipamentos Mecânicos Ø Equipamentos contínuos (alcatruzes) Ø Removem continuamente os sedimentos do fundo dos rios Ø Depende da sua capacidade (do comprimento da elinda) calha elinda alcatruz α 12

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO b) Remoção de Obstáculos Dragagem Equipamentos Mecânicos Ø Equipamentos descontínuos (colher, concha ou páde-arrasto) Back-shovel Drag-line Clamshell 13

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO b) Remoção de Obstáculos Dragagem Dragas de sucção o Simples : o arrancamento das partículas é provocado pela força erosiva da corrente e pela sucção da boca do equipamento o Com desagregador giratório : é uma espécie de broca, aumentando assim a força de arrancamento o Com pá de sucção : provoca a suspensão das partículas do fundo através de jatos d água lançados contra o leito (desagregando os materiais). A sucção é feita por um grande bocal de aspiração (aspirador de pó) 14

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO b) Remoção de Obstáculos Dragagem Dragas de sucção - Pá de Sucção 15

DRAGAGEM EM COJUBIM-RO Dragagem Canal Navegável Banco de areia no meio do rio 16

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO b) Remoção de Obstáculos Dragagem x Derrocamento 17

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO b) Remoção de Obstáculos Dragagem x Derrocamento Dragagem Os Materiais sólidos e água são despejados: Ø Nas próprias dragas Ø Na corrente, fora do canal Ø Na margem, recalcados por tubulação Derrocamento fluvial: Ø Explosivos Ø Percussão 18

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO b) Remoção de Obstáculos Derrocamento 19

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO c) Proteção das margens O desgaste das margens pode ser provocado pelo arrancamento de materiais ou escorregamento da ribanceira, ambos provocados pelo fenômeno da EROSÃO, além de outros fatores. As obras de proteção podem ser: DIRETAS E INDIRETAS 20

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO c) Proteção das Margens Diretas ou Contínuas: Ø Realizadas diretamente sobre as margens Ø Revestimento simples, embora com material resistente (pedras, plantação de grama, revestimento asfáltico) Ø Proteção com enrocamentos/alvenaria de pedra Indiretas ou Descontínuas: Ø Obras localizadas Ø A curta distância das margens Ø Desviam o curso d'água Ø Utilizam os espigões 21

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO c) Proteção das Margens Espigões / Guias-Corrente 22

1. MELHORAMENTOS GERAIS OU NORMALIZAÇÃO c) Proteção das Margens Espigões / Guias-Corrente 23

2. REGULARIZAÇÃO Ø Obras de custo elevado Ø Necessitam de pouca manutenção Ø Resultados permanentes Três Tipos: - Simples Contração (largura da seção é reduzida) - Conservação de Soleiras - Correntes Helicoidais 25

2. REGULARIZAÇÃO Ø Simples Contração Ai NA Ae NA Li Le Seção inicial Seção estreitada Ø Conservação de soleiras Af NA H Lf ΔH Ø Correntes Helicoidais: método recente; esse método baseia-se no grande poder erosivo de uma corrente helicoidal canal dique Seção final espigão 26

3. CANALIZAÇÃO Transforma o rio em uma série de patamares por meio de barragens, cujos desníveis são vencidos por obras de transposição, como as ECLUSAS. Barragem NA NA Obra de transposição NA NA Perfil longitudinal 28

3. CANALIZAÇÃO Vantagens: Ø Permite maiores calados Ø Aproveitamento hidrelétrico Desvantagens: Ø Alto custo das obras Ø Problemas ambientais 29

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO DE TRANSPORTES TRANSPORTE AQUAVIÁRIO

Ø Objetivos: Ø Viabilizam o sistema de hidrovias (integração de bacias) Ø Vencem barragens ou desníveis Ø Tipos de Sistemas: Ø Mecânicos Ø Hidráulicos 31

Ø SISTEMAS MECÂNICOS Ø Elevadores Verticais Ø Plano inclinado Ø Rampa Hidráulica Ø SISTEMAS HIDRÁULICOS Ø Eclusas 32

SISTEMAS MECÂNICOS Ø Elevadores Verticais Ø Sistema Clark (hidráulico ou de pistão) Ø Sistema flutuante Ø Sistema contrapeso Ø Plano inclinado Ø Funicular Ø Automotor Ø Rampas Hidráulicas 33

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS Elevadores de embarcações utilizam enormes cubas cheias de água para transposição de nível. O tempo de transposição para altas quedas de água com elevadores é mais rápido do que com eclusas equivalentes. As cubas dos elevadores tem comprimento da ordem de 100m, adequados para a transposição de embarcações tipo automotor e barcaças com empurrador na configuração 1+1. Comboios maiores são desmembrados e reconectados após a transposição. Fonte: IEP, 30 de maio de 2007 34

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS 35

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS Ø Elevadores Verticais Ø Sistema Clark Ø Sistema flutuante Ø Sistema contrapeso Ø Plano inclinado Ø Funicular Ø Automotor Ø Rampa Hidráulicas 36

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA CLARK Seu funcionamento é semelhante a um elevador de carros. Mantendo uma cuba elevada e a outra na parte inferior, quando da introdução de água na câmara do cilindro faz com que uma cuba desça, erguendo a outra simultaneamente ( gangorra). 37

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA CLARK Peterborough, Ontario, Canadá 38

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS Ø Elevadores Verticais Ø Sistema Clark Ø Sistema flutuante Ø Sistema contrapeso Ø Plano inclinado Ø Funicular Ø Automotor Ø Rampa Hidráulicas 45

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA FLUTUANTE ü A cuba é suportada por flutuadores que submergem em poços cheios d água. ü Os flutuadores tem deslocamento conforme o peso da cuba, o que faz com que a cuba desça quando o peso aumenta e suba quando o peso diminui. 46

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA FLUTUANTE N.A. superior Cuba N.A. inferior Fl utuador 47

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA FLUTUANTE 48

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS Ø Elevadores Verticais Ø Sistema Clark (hidráulico ou de pistão) Ø Sistema flutuante Ø Sistema contrapeso Ø Plano inclinado Ø Funicular Ø Automotor Ø Rampa Hidráulicas 49

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA DE CONTRAPESO ü A cuba é suportada por contrapesos, ligados à mesma por cabos de aço, de forma semelhante aos elevadores de edifícios. ü É o sistema que melhor se adapta a desníveis superiores a 30 metros. 50

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA DE CONTRAPESO N.A. superior Cuba Polias Contrapeso N.A. inferior 51

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA DE CONTRAPESO 52

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA DE CONTRAPESO 53

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA DE CONTRAPESO Elevador de Strépy Thieu, Bélgica 54

OBRAS DE TRANSPOSIÇÃO DE DESNÍVEIS SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA DE CONTRAPESO 55 Thieu, Bélgica

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA DE CONTRAPESO Elevador de Falkirk Wheel, Escócia 56

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA DE CONTRAPESO Ø No início haviam dois canais: O canal Forth e Clyde foram construídos em 1777, entre portos Grangemouth e Falkirk Glasgow. A união dos canais foi terminada em 1822. Por causa das dificuldades geográficas, a qual criou uma diferença de 25 metros. Ø Em 1963, após 150 anos da existência houve a construção de um carrossel enorme. Esta idéia extraordinária foi terminada em 2002 e transformou-se um símbolo da Escócia. 57

SISTEMAS MECÂNICOS: ELEVADORES VERTICAIS SISTEMA DE CONTRAPESO Ø Este é o único transportador rotacional de barcos em todo o mundo. Ø Tem dois braços e cada braço forma um tipo de tina enorme cheia de água. Ø Os barcos entram nas tinas (superior e inferior), e então o carrossel inicia o movimento de rotação de 180º. 58

61 Elevador de Falkirk Wheel Escócia

SISTEMAS MECÂNICOS: PLANO INCLINADO É um outro tipo de elevador de embarcação que também utiliza uma cuba cheia de água para transpor a embarcação de um nível ao outro, porém o deslocamento é inclinado. Uma cuba ligada a um sistema de contrapesos movimenta-se sobre trilhos. Dispositivos hidráulicos dividem igualmente os esforços nos cabos de tração. 72

SISTEMAS MECÂNICOS: PLANO INCLINADO 73

SISTEMAS MECÂNICOS: PLANO INCLINADO Controle rigoroso da aceleração e desaceleração, da velocidade e da posição da cuba para evitar oscilações que possam comprometer a segurança das embarcações. Apresenta baixa velocidade de transferência, exige em alguns casos, um sistema duplo para não saturar o sistema. 74

SISTEMAS MECÂNICOS: PLANO INCLINADO SISTEMA FUNICULAR ü Neste sistema, a embarcação sobe um plano inclinado dentro de uma cuba. LONGITUDINAL ü A cuba, com rodas é movimentada sobre trilhos, sendo ligada por cabos a um contrapeso. TRANSVERSAL 76

SISTEMAS MECÂNICOS: PLANO INCLINADO SISTEMA FUNICULAR Desnível = 68m Capacidade = 1.350t Extensão = 1.432m Inclinação = 5% Tempo = 40 min Ronquières, Bélgica 77

SISTEMAS MECÂNICOS: PLANO INCLINADO SISTEMA FUNICULAR Ronquières, Bélgica 78

SISTEMAS MECÂNICOS: PLANO INCLINADO SISTEMA FUNICULAR 80

SISTEMAS MECÂNICOS: PLANO INCLINADO KMK SISTEMA AUTOMOTOR ü O deslocamento das cubas é possível através de motores. A cuba, graças a uma cunha giratória, penetra na água sempre através de uma rampa descendente, sendo o embarque e desembarque realizados através da mesma porta. 83

SISTEMAS MECÂNICOS: PLANO INCLINADO KMK SISTEMA AUTOMOTOR Coldwater, Ontario, Canadá 84

SISTEMAS MECÂNICOS: PLANO INCLINADO KMK SISTEMA AUTOMOTOR Coldwater, Ontario, Canadá 85

SISTEMAS MECÂNICOS: PLANO INCLINADO SISTEMA AUTOMOTOR Coldwater, Ontario, Canadá 86

SISTEMAS MECÂNICOS: RAMPA HIDRÁULICA ü É um sistema de concepção recente, constituído por um canal inclinado. É empurrado por um trator, que desloca o barco dentro de uma cunha líquida. Não vence desníveis muito elevados. N.A. superior Trator N.A. inferior Cunha d'água 102

SISTEMAS MECÂNICOS: RAMPA HIDRÁULICA A cuba e os equipamentos de movimentação são substituídos por um canal de seção uniforme e declividade da ordem de 5%. Estrutura adequada apenas pequenas embarcações. 103

SISTEMAS MECÂNICOS: RAMPA HIDRÁULICA Béziers, França 104

SISTEMAS MECÂNICOS: RAMPA HIDRÁULICA Béziers, França Fonte: NICOLAS JAMBERG ICS 112 Para pequenas embarcações e embarcações de esporte e recreio

SISTEMAS MECÂNICOS: RAMPA HIDRÁULICA Béziers, França Fonte: Canal do Midi (França) 113

PRÓXIMA AULA SISTEMAS HIDRÁULICOS: ECLUSAS 114