Upload
mario-luis-lourenco
View
139
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
O método mais convencional para construção de gasodutos é a abertura de vala, apesar de ser considerado um método confiável, por ser executado a vários anos, na maioria das vezes não é o método com a melhor relação custo benefício. A abertura de vala apresenta a desvantagem de interferir em outras infraestruturas urbanas, causando congestionamento, impactos ambientais e danos ao pavimento. Por este motivo, obras com orçamento modestos inviabilizam-se devido aos altos custo sociais associados aos problemas que geram, entretanto já se destaca no mercado métodos não destrutíveis, como por exemplo o furo horizontal direcionado. Comparativamente, os métodos não destrutíveis de instalação de dutos, apresentam menor duração, necessitam de mínima escavação na superfície e causam mínima interferência no trânsito, comércio local e em outras atividades locais.
Citation preview
UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO
MARIO LUIS LOURENO
WILSON BASTOS
CONSTRUO DE GASODUTOS ATRAVS DE PERFURAO HORIZONTAL
DIRECIONAL OU VALA
SO PAULO
2014
MARIO LUIS LOURENO
WILSON BASTOS
CONSTRUO DE GASODUTOS ATRAVS DE PERFURAO HORIZONTAL
DIRECIONAL E VALA
SO PAULO
2014
Trabalho de Concluso de Curso apresentado Universidade Nove de Julho - UNINOVE, como requisito parcial para obteno do grau de Bacharel em Engenharia Civil
Orientador: Professor Dr. Waldir Jos Gaspar
MARIO LUIS LOURENO
WILSON BASTOS
CONSTRUO DE GASODUTOS ATRAVS DE PERFURAO HORIZONTAL
DIRECIONAL E VALA
Trabalho de Concluso de Curso aprovado como requisito para obteno do grau superior em Engenharia Civil, Universidade Nove de Julho - UNINOVE.
So Paulo, 4 Dezembro de 2014
Presidente: Prof. Dr. Waldir Jos Gaspar Orientador, UNINOVE
Membro:
Membro:
Dedicamos este trabalho as nossas famlias que
durante todo esse tempo nos deram apoio, incentivos
e principalmente entenderam nossa ausncia. E
graas ao esforo demonstrado, serviu de estimulo
para que conclussemos mais essa etapa em nossas
vidas.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente gostaramos de agradecer a Deus pela oportunidade e pelo
privilegio que foi nos dados em compartilhar tamanha experincia, ao frequentar
este curso, percebemos a relevncia de temas que no faziam parte das nossas
vidas.
Aos nossos pais e familiares que nos apoiaram durante todo esse perodo,
nos dando incentivos, carinho, que nos compreenderam nos momentos difceis, de
cansao e de abatimento, sempre nos motivaram a continuar nessa caminhada.
O nosso especial agradecimento ao nosso orientador Prof. Dr. Waldir Jos
Gaspar pelo incentivo, presteza e confiana durante todo o perodo de
desenvolvimento deste trabalho.
A todos os professores, colegas e amigos que de alguma forma nos ajudaram
e participaram de mais esta etapa que cumprimos em nossas vidas.
RESUMO
O mtodo mais convencional para construo de gasodutos a abertura de
vala, apesar de ser considerado um mtodo confivel, por ser executado a vrios
anos, na maioria das vezes no o mtodo com a melhor relao custo benefcio. A
abertura de vala apresenta a desvantagem de interferir em outras infraestruturas
urbanas, causando congestionamento, impactos ambientais e danos ao pavimento.
Por este motivo, obras com oramento modestos inviabilizam-se devido aos altos
custo sociais associados aos problemas que geram, entretanto j se destaca no
mercado mtodos no destrutveis, como por exemplo o furo horizontal direcionado.
Comparativamente, os mtodos no destrutveis de instalao de dutos, apresentam
menor durao, necessitam de mnima escavao na superfcie e causam mnima
interferncia no trnsito, comrcio local e em outras atividades locais.
O crescimento urbano desordenado e desorganizado dificulta os trabalhos
com redes subterrneas que tem de ser realizado de forma a no provocar
perturbao a populao. A utilizao da metodologia sem abertura de vala uma
grande aliada para a soluo dos problemas de manuteno e instalao de redes
em curto prazo.
Este trabalho apresenta um estudo das tecnologias que envolvem o mtodo
no destrutivo de perfurao horizontal direcionada, para a construo de
gasodutos, abordando as vantagens em relao ao mtodo de abertura de vala.
Palavras chave: Mtodo no-destrutvel, abertura de vala, desvantagens, durao.
ABSTRACT
The more conventional method of construction of pipelines is opening ditch,
despite being considered a reliable method for several years, most of the time is not
the method with the best cost-benefit ratio. The opening of the trench has the
disadvantage of interfering with other urban infrastructure, causing congestion,
environmental impacts and damage to the pavement. For this reason, works with
modest budget are impracticable due to the high cost associated with social
problems which it generates, however no longer stands out in the market destructible
methods, such as the directed horizontal hole. Comparatively, the methods do not
destructible installation of pipelines, have shorter duration, require minimal
excavation on the surface and cause minimal interference with traffic, local
businesses and other local activities.
The cluttered and disorganized urban growth complicates the work with
underground networks that has to be done so as not to cause disturbance to the
population. The use of the methodology without opening trench is a great ally for the
solution of problems of maintenance and installation of networks in the short term.
This paper presents a study of technologies that involve non-destructive
method of horizontal directional drilling for pipeline construction, addressing the
advantages over the open trench method.
Keywords: Non-destructive method, opening ditch, disadvantages, duration
LISTA DE FIGURAS
Figura 5.1 Valadora................................................................................................20
Figura 5.2 Depsito de material escavado.............................................................23
Tabela 5.3 Largura mnima de vala .......................................................................23
Figura 5.4 Parede em talude..................................................................................24
Tabela 5.5 Comparao das principais caracterstica das categorias de HDD......27
Tabela 5.6 Taxa de produo tpicas para as trs classes de HDD ......................27
Figura 5.7 Cabea de corte ...................................................................................29
Figura 5.8 Digitrak SE Rastreador de Perfurao ..............................................30
Figura 5.9 Rastreamento por ondas eletromagnticas ........................................30
Figura 5.10 Aparelho de rdio deteco .................................................................32
Figura 5.11 Escavao manual para localizao de Duto da Petrobras.................33
Figura 5.12 Sondagem a percusso ......................................................................34
Figura 5.13 Furo Piloto ............................................................................................36
Figura 5.14 Alargamento do furo .............................................................................37
Figura 5.15 Brocas de perfurao ...........................................................................38
Figura 5.16 Alargador ..............................................................................................39
Figura 5.17 Carga mxima admissvel ....................................................................40
Figura 5.18 Detalhamento da conexo Swivel ........................................................40
Figura 5.19 HDD para dimetros grandes ..............................................................42
Figura 5.20 HDD para dimetros mdios ................................................................42
Figura 5.21 HDD para dimetros pequenos ............................................................43
Figura 5.22 Cabea de corte giratrio .....................................................................45
Figura 5.23 Ferramenta para corte por impacto ......................................................46
Figura 6.1 - Mapa de Localizao .............................................................................49
Figura 6.2- Localizao de Abertura de Vala.............................................................52
Figura 6.3 - Abertura de vala para instalao de equipamentos ...............................52
Figura 6.4 Furo direcional .......................................................................................53
Figura 6.5 Travessia de Crrego canalizado ..........................................................54
Figura 6.6 Muro de Arrimo.......................................................................................55
Figura 6.7 Ramal de agua rompido .........................................................................56
Figura 6.8 Composio de Preo............................................................................57
LISTA DE NORMAS
Normas Tcnicas
NT019 Comgas Instalao de tubos de ao e PE por perfurao direcionada do
solo, COMGAS 2013.
NT020 Abertura e escoramento de Vala, COMGAS 2014.
NT60 Manual de Engenharia - Projeto, COMGAS 2013.
Instruo de Trabalho
IT-13 Assentamento de Tubulaes, Sialdrill 2013.
IT-37 Sialdrill Sondagem, Sialdrill 2013.
Especificao
O - 11.28 Swivel / Fusvel limitador da fora de puxamento, COMGAS 2012.
LISTA DE ABREVIATURA
ABNT Associao Brasileiras de Normas Tcnicas
ABRATT Associao Brasileira de Tecnologia No Destrutiva
ANP Agencia Nacional de Petrleo, Gs Natural e Biocombustveis
APR Analise Preliminar de Riscos
ASCE American Society of Civil Engineers
HDD Horizontal Directional Drilling
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica
ISTT International Society for Trenchless Technology
LL4 Linha Lateral 4bar
LL7 Linha Lateral 7bar
MD Mtodo destrutivo
MND Mtodo No Destrutivo
NASTT North American Society for Trenchless Technology
NBR Norma Brasileira
PAE Plano de Ao Emergencial
PE Polietileno
PGA Plano Geral de Ao
PEAD Polietileno de Alta Densidade
RIC Rede Integrada de Caladas
RMSP Regio Metropolitana de So Paulo
SUMRIO
1. INTRODUO.......................................................................................................14
2. OBJETIVO ............................................................................................................16
3. METODOLOGIA ...................................................................................................17
4. JUSTIFICATIVA ....................................................................................................18
5. REVISO BIBLIOGRAFICA..................................................................................19
5.1 MTODO DE CONSTRUO ATRAVS DE VALA ABERTA...................19
5.1.1 Conceito ..............................................................................................19
5.1.2 - Autorizaes ........................................................................................20
5.1.3 - Aspectos de Segurana ......................................................................21
5.1.4 - Avaliao e destino a ser dado ao material removido .........................22
5.1.5 - Largura das Valas ................................................................................23
5.1.6 - Escoramento de Valas .........................................................................24
5.1.6.1 - Parede em Talude ....................................................................24
5.2 MTODO DE CONSTRUO ATRAVS DE PERFURAO HORIZONTAL......25
5.2.1 - Histrico do mtodo no destrutivo .....................................................25
5.2.2 - ABRATT ..............................................................................................26
5.2.3 - Perfurao Horizontal Direcionada (HDD) .......................................26
5.2.4 - Aplicao do MND..............................................................................27
5.2.5 - Mtodo de Perfurao direcional .......................................................28
5.2.6 - Sistemas de Rastreamento e Direcionamento ..................................29
5.2.7 - Sondagem para mapeamento de interferncias .................................31
5.2.7.1 Desenvolvimento ..........................................................................31
5.2.7.2 - Situaes de Realizaes das Sondagens ................................31
5.2.7.2.1 - Sondagem radio deteco ..............................................31
5.2.7.2.2 - Sondagem manual ..........................................................31
5.2.7.2.3 - Sondagem a percusso...................................................31
5.2.7.3 - Localizao pelo mtodo de Rdio Deteco ............................32
5.2.7.4 - Sondagem com Escavao Manual ...........................................32
5.2.7.5 - Sondagem a percusso .............................................................34
5.2.8. - Calibrao da Sonda ..........................................................................34
5.2.9 - Vala testemunho ................................................................................35
5.2.10 - Vala de Entrada .................................................................................35
5.2.11 Vala de Sada ....................................................................................35
5.2.12. - Furo Piloto ........................................................................................36
5.2.13 - Alargamento e desobstruo do furo ................................................36
5.2.14 - rea de trabalho ................................................................................37
5.2.15 Equipamentos de perfurao ............................................................37
5.2.15.1 Brocas ...................................................................................37
5.2.15.2 Alargadores ...........................................................................38
5.2.15.3 - Fusvel limitador da fora de puxamento - Swivel...................39
5.2.15.4 - Maquinas de Perfurao ........................................................41
5.2.16 - Fluido de Perfurao .........................................................................43
5.2.17 Perfurao em Rocha .......................................................................44
5.2.17.1 - Corte giratrio ........................................................................45
5.2.17.2 - Corte por impacto ...................................................................46
5.2.17.3 - Corte por arrasto ....................................................................46
5.2.18 - Pull Back ...........................................................................................47
6. ESTUDO DE CASO...............................................................................................48
6.1 Localizao.............................................................................................48
6.2 - Mtodo de Construo............................................................................49
6.3 - Afastamentos Mnimos de Segurana.....................................................50
6.3.1 Edificaes..................................................................................50
6.3.2 - Instalaes Subterrneas............................................................50
6.3.3 - Profundidade de Valas ................................................................51
6.4 - Execuo do Projeto ...............................................................................51
6.5 - Problemas ocorridos durante a obra.......................................................53
6.6 - Tempo de obra .......................................................................................56
6.7 Custo de Execuo ................................................................................57
6.8 - Prazo de Execuo..................................................................................58
7 CONCLUSO......................................................................................................59
8 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS....................................................................61
9 ANEXOS..............................................................................................................63
14
1 . INTRODUO
Durante muito tempo as empresas utilizaram o mtodo de abertura de vala
para implantao de gasodutos, mas essa forma de construo traz grandes
impactos ao local de implantao e adjacncias. Para solucionar esse problema as
companhias passaram a utilizar mtodos no destrutivos, mais especificamente o
furo direcional horizontal.
A perfurao horizontal direcional uma tecnologia que impacta pouco, mas
que se traduz em qualidade e sustentabilidade de obras em grandes cidades ou
mesmo fora das regies urbanas. Tal perfil discreto tem uma explicao, a
perfurao direcional horizontal adotada em obras para instalao de dutos
subterrneos.
Ao invs de uma grande vala aberta ao longo da rua e por um longo tempo,
os mtodos no destrutivos no destroem o asfalto para colocar uma nova
tubulao. A interferncia mnima, somente a interdio da rea necessria para
instalao dos equipamentos e ferramentas de perfurao nos pontos de entrada
e sada.
Ao construir uma nova rede, as empresas utilizam perfuratrizes que
executam os furos direcionais, cujo avano se d horizontalmente ao solo. Na
verdade, ela direcionada, com uso de tecnologias de monitoramento e com um
pr-mapeamento da regio por onde passar a estrutura, evitando a interferncia
em outras redes instaladas no subsolo.
Atualmente, o mtodo de furo horizontal direcionado uma tecnologia
amadurecida. Para execut-la, as empresas especializadas mapeiam o terreno
pelo qual ser feito o furo e a posterior instalao de dutos. Independente de ocorrer
em reas urbanas ou rurais, o processo de planejamento identifica todas as
interferncias no caminho do furo. Esta uma das etapas da obra de perfurao
horizontal direcional, a qual exige um estrito levantamento de informaes e adoo
de procedimentos. O objetivo interferir o mnimo possvel no trfego de carros e
pessoas.
Toda essa tecnologia no teria valor algum sem os benefcios que ela traz.
Adotar o furo direcional em obras de saneamento, gs, telecomunicaes, significa
15
quase que eliminar as valas, evitar a paralisao do trnsito, reduzir o tempo de
execuo da obra e interferir o mnimo possvel no meio ambiente.
Este trabalho tem por finalidade apresentar as tecnologias do furo horizontal
direcionado e do mtodo de vala aberta, fazendo um estudo da construo de
gasodutos no bairro da Vila Mazzei, Zona Norte de So Paulo. Sendo apresentado
o projeto executivo dessa obra e uma anlise crtica, expondo os aspectos positivos
e negativos dos mtodos construtivos e o passo a passo de toda a execuo, desde
o mapeamento e sondagens das interferncias, passando por todo o processo do
furo direcional, at a rede total construda com gs alocado em seu interior.
Tambm so relatados alguns problemas na execuo, como alterao de traado
do projeto, rompimento de interferncias, solues apresentadas e custo de
construo.
16
2 . OBJETIVO
2.1 - Objetivo Geral
O objetivo deste trabalho mostrar os mtodos de construo de um
gasoduto, apresentando o mtodo por vala aberta e o mtodo no destrutvel de
perfurao direcional horizontal, abordando aspectos de execuo, especificaes
tcnicas e estudos preliminares.
2.2 - Objetivos Especficos
Avaliar mtodos que causem menor dano ao meio ambiente, que permitam
a menor ruptura da superfcie, que causem a menor influncia no sistema
virio e que gerem o menor impacto possvel no entorno da obra;
Estudar em maiores detalhes a utilizao da perfurao horizontal
direcionada, para implantao de gasodutos;
Avaliar vantagens e desvantagens da utilizao de diferentes mtodos
empregados na construo de gasoduto;
Confeco de Procedimentos para construo de gasodutos, como descrito
abaixo:
Elaborar planejamento, de modo a garantir a maneira mais fcil, rpida e
pratica para a construo do trecho (fase).
Definir por qual ponto comear e terminar, montado a pasta da obra,
contendo; projeto executivo, autorizaes, cadastros de interferncias,
rotograma do hospital mais prximo, PAE, PGA e APR.
17
3. METODOLOGIA
Para o desenvolvimento deste trabalho adotou-se a seguinte metodologia:
Pesquisa em revistas tcnicas que abordam o tema de mtodos no
destrutivos (MND);
Pesquisa na Internet, para coleta de dados sobre a tecnologia do mtodo
no destruvel nos sites das empresas fabricantes;
Pesquisa as normas tcnicas e especificaes da empresa COMGAS e
instrues de trabalho da Construtora Siall Drill;
Visitas s obras de implantao de gasodutos da COMGAS, para
levantamento de dados e material fotogrfico;
Orientao tcnica com engenheiros que atuam na rea de construo de
gasodutos.
A parti desses levantamentos foi realizado a reviso bibliogrfica deste
trabalho, e o estudo de caso onde abordado a aplicao do mtodo no destrutivo
em um determinada regio de So Paulo, com o apoio da empresa SialDrill foi
possvel acompanhar a construo da rede de gs da COMGAS e recolher
informaes tcnicas de construo, custos, problemas que ocorreram na obra e
solues de engenharia.
18
4. JUSTIFICATIVA
Executar obras com valas a cu aberto em vias de grande densidade de
trfego, como ruas, avenidas, estradas e ferrovias, causam grandes transtornos:
interrupo do trfego, congestionamento no trnsito, acidentes com pedestres,
dificuldades de acesso. Entende-se que quando se levam esses fatores em
considerao, o processo no destrutivo o mais recomendvel.
Este trabalho justifica-se pela necessidade de compreender a tecnologia de
perfurao horizontal direcional, mtodo que torna obras de implantao de redes
subterrneas rpidas e no causam muitos impactos aos arredores onde est
sendo executada.
19
5 REVISO BIBLIOGRAFICA
5.1 - MTODO DE CONSTRUO ATRAVES DE VALA ABERTA
5.1.1 - Conceito
Esse o mais tradicional mtodo de instalao de tubulaes
subterrneas. Os mtodos com abertura de trincheira envolvem escavaes ao
longo de toda a extenso da rede proposta, colocao da tubulao na vala sobre
um bero com materiais adequados e reaterro e compactao da vala. Para
concluso da obra, na maioria das vezes aps a instalao da tubulao preciso
restaurar a superfcie com pavimento.
A NBR 12266 exige algumas condies para projeto e execuo de valas,
basicamente para assentamento de tubulaes, podem ser consideradas as
seguintes fases:
Sinalizao
Remoo do Pavimento
Abertura da vala
Escoramento
Assentamento
Preenchimento da vala
Recomposio do pavimento
Apesar de ser considerado um mtodo confivel, por ser executado h
vrios anos, na maioria das vezes no o mtodo com melhor custo beneficio.
Esse mtodo apresenta a desvantagem de interferir em outras infraestruturas
urbanas, causa congestionamentos, impactos ambientais e danos ao pavimento e
instalaes. Por esse motivo, obras com custo extremamente modestos
inviabilizam-se devido aos altos custos sociais associados aos problemas que
geram. Os mtodos tradicionais apresentaram pouco desenvolvimento tecnolgico
nos ltimos 50 anos, sendo as valadoras (Figura 5.1) a ltima inovao tecnolgica
para abertura de valas. (Dezotti, 2008).
20
Figura 5.1 Valadora
Fonte: http://www.vermeer.pt/ (Acesso: Abril, 2014)
Os equipamentos e acessrios a serem utilizados para execuo dos
servios so definidos pelo engenheiro da obra, conforme anlise do projeto
executivo. Aps montagem dos equipamentos, o local deve ser isolado e sinalizado
para restringir o acesso de pessoas.
5.1.2 - Autorizaes
A abertura de vala somente poder ter incio, de posse da autorizao
expedida pelo rgo competente envolvido, podendo inclusive ser necessria mais
que uma autorizao para um mesmo trecho (por exemplo: Prefeitura, Petrobrs e
Ecovias).
21
Uma cpia das autorizaes expedidas dever ser mantidas na frente de
obra, durante todo o seu desenvolvimento, devendo ser observado o cumprimento
de todas as exigncias prescritas, tais como:
Perodo e horrio de execuo;
processo construtivo;
exigncias ambientais, especficas para a execuo de cada obra;
sinalizao
passagens provisrias;
protees de estruturas e edificaes adjacentes;
(NT020 Abertura e Escoramento de Vala)
5.1.3 - Aspectos de Segurana
Deve-se obrigatoriamente, antes da execuo dos servios de Abertura de
Valas e Escoramento, efetuar avaliao do local e abrir um PT (permisso de
trabalho) quanto aos aspectos de Sade, Segurana e Meio Ambiente envolvidos,
a fim de assegurar que o Procedimento Executivo seja aplicvel para a obra em
questo, garantindo a continuidade da obra e a integridade fsica dos trabalhadores
envolvidos.
Devero ser retirados desta rea as pessoas no autorizadas,
equipamentos, materiais ou quaisquer objetos que possam ser danificados durante
as operaes.
Havendo cabos de energia eltrica nas proximidades da vala, que possam
sofrer algum dano no desenvolvimento dos trabalhos, estes devero ser desligados
ou, na impossibilidade deste desligamento, s devero ser executados os servios
mediante a presena de um representante legal da concessionria ou sua
autorizao.
O trfego prximo s escavaes dever ser desviado ou, na
impossibilidade do desvio, dever ser efetuada sinalizao para reduzir a
velocidade dos veculos.
Quando houver risco de comprometimento de sua estabilidade durante a
execuo dos trabalhos, devero ser rigidamente escorados os postes, rvores,
muros e edificaes vizinhas.
22
O corte das razes das rvores, quando necessrio, dever considerar a
tendncia ao tombamento e seu futuro crescimento na direo do duto. Dever
ser avaliada a necessidade de proteo lateral do duto por placas de concreto ou
outros meios.
Toda abertura de vala dever ter o acompanhamento de um tcnico civil,
com conhecimentos bsicos sobre tipos de solo, marcaes, interferncias,
trabalho em vala com rede de gs em carga, tipos de pavimento, recomposio de
vala, classificao de vala. (NT020 Abertura e Escoramento de Vala)
5.1.4 - Avaliao e destino a ser dado ao material removido
Durante os trabalhos de escavao, dever ser feita por inspetor civil
habilitado, a segregao entre o material que poder retornar vala e o material a
ser descartado. Devero ser tomados todos os cuidados para que o material
retirado da vala seja disposto de tal modo a no prejudicar o trfego neste local.
O material a ser descartado dever ser encaminhado imediatamente ao
bota-fora licenciado por rgo ambiental, ou a locais que satisfaam aos
proprietrios. (NT020 Abertura e Escoramento de Vala).
No caso de obras realizadas em regies urbanas, este transporte dever
ser efetuado de modo a no provocar sujeira nas vias urbanas pela queda do
material transportado, obedecendo s legislaes locais.
O material reaproveitvel, quando permitido pela legislao local, dever
ser depositado junto lateral da vala, a uma distncia superior metade de sua
profundidade (Figura 5.2), medida da borda do talude de escavao at a lateral da
vala. Mesmo tendo condies para ser utilizado no reaterro, poder haver
necessidade da retirada deste material de locais como plataformas de
ferrovias/rodovias, reas urbanas e industriais, quando houver exigncia do rgo
responsvel ou proprietrio. (NT020 Abertura e Escoramento de Vala)
23
Figura 5.2 Depsito de material escavado
Fonte: NT020 Comgs
5.1.5 - Largura das Valas
A figura 5.3 exemplifica as largura determinada conforme a situao e o
tipo de acabamento, em conjunto com a Fiscalizao, tomando-se como referncia
os seguintes valores:
Figura 5.3 - Largura mnima de vala
Dimetro
Nominal
[ m ]
Largura mnima de vala
para profundidades menores que 1,5 m e
de acordo com o tipo de acabamento existente [ mm ]
Terra Rocha Brejo Asfalto Paralelo Especiais
At 0,05 400 400 400 400 550 Conforme
acordado
com a
Fiscalizao
0,10 a 0,15 500 600 800 500 650
0,20 a 0,25 800 900 1100 600 700
0,30 a 0,35 1000 1100 1300 700 800
0,40 a 0,45 1100 1200 1400 900 1000
Notas:
No caso de cruzamentos com outras infraestruturas, a profundidade dever ser suficiente para
permitir a cobertura definida e o espaamento mnimo de 300 mm entre as geratrizes mais
prximas.
Para valas com profundidade entre 1,5 e 3,0 m acrescentar 20% e, para profundidade entre 3,0
e 5,0 m acrescentar 50% aos valores acima.
Estes valores no se aplicam para os casos de atendimento a emergncias.
Fonte: NT020 Abertura e Escoramento de Vala
24
5.1.6 - Escoramento de Valas
Toda vez que a escavao, em virtude da natureza do terreno possa
provocar desmoronamento, seja das paredes das valas, seja como decorrncia da
alterao do equilbrio do macio em trabalho, dever ser providenciado estrutura
de escoramento adequada.
Devero, obrigatoriamente, ser escoradas todas as valas com
profundidade acima de 1,25 m, escavadas em qualquer tipo de solo, sempre que
for necessria a presena de trabalhadores em seu interior.
Valas abertas em solos com baixa capacidade de suporte ( 2,0 kN/m)
devero ser escoradas, mesmo em profundidades menores que a acima citada. Na
tecnologia da execuo dos escoramentos devem ser usados equipamentos e
ferramentas adequadas montagem com rapidez e eficincia das estruturas, tanto
na montagem como na desmontagem posterior para o reaterro das valas.
5.1.6.1 - Parede em Talude
Podero ser feitas escavaes com paredes em talude (Figura 5.4), em vez
de se utilizar escoramento, desde que respeitadas as dimenses mximas e
mnimas, de forma que o ngulo entre o talude e a horizontal seja:
45 , em solos no coesivos ou coesivos mdios (areias e siltes);
60 , em solos coesivos resistentes (argilas);
80 , em rocha.
Figura 5.4 Parede em talude
Fonte: NT020 Comgs
25
5.2 - MTODO DE CONSTRUO ATRAVS DE MND
5.2.1 - Histrico do mtodo no destrutivo
A construo de infraestrutura por Mtodos no Destrutivos (MND) antiga
no mundo e no Brasil. Basta lembrarmos que um tnel rodovirio, uma construo
por mtodo no destrutivo, pois evitou a destruio de reas de conservao, mas
tambm permitiu a transposio de obstculos naturais. Com a chegada de
instalaes e reabilitaes de redes de guas, esgotos, gs, comunicao, nas
ltimas trs dcadas, esses servios encontraram um ambiente no subsolo,
totalmente ocupado por instalaes dos mais diversos servios. Para ampliao
desses servios de necessidade pblica, as empresas passaram a adotar os
mtodos no destrutveis, como exemplo o furo direcional horizontal.
A utilizao do mtodo de perfurao direcional, no Brasil teve seu incio em
1972 em So Paulo pela antiga empresa de telecomunicaes (Telesp), que usou
o mtodo para instalar cabos no subsolo da cidade. O mtodo voltou a ganhar
destaque com a abertura da economia brasileira, no incio da dcada de 90, em
funo de projetos para execuo de redes de fibra ptica. Alm de So Paulo o
mtodo tambm j era utilizado em outros estados. (MENDES,2006).
Outro exemplo do uso dessa tecnologia o metro de So Paulo, feito h 30
anos, onde na sua maior parte, foi construda atravs do mtodo de perfurao
horizontal. Todos os tneis que se possa imagina foram construdos empregando
a tecnologia de perfurao horizontal direcionada. Ocorre que essa tecnologia
amplamente conhecida no mundo, agora comea a crescer tambm no Brasil,
atravs das obras de infraestrutura, na rea de abastecimento de agua, energia
eltrica, gs e telecomunicaes.
A Associao Brasileira de Tecnologia No Destrutiva ABRATT, divulgou
que em 2011, o mercado movimentou cerca de R$800 milhes, para instalaes
de redes subterrneas.
26
5.2.2 - ABRATT
ABRATT - A Associao Brasileira de Tecnologia no Destrutiva, tem como
objetivo compreender a evoluo da cincia e da prtica de mtodos no
destrutivos (MND) para o benefcio do pblico, e a promoo da educao,
treinamento, estudo e pesquisa a respeito, bem como o incentivo ao
desenvolvimento de novas tcnicas, e a utilizao MND com eficincia
comprovada, para instalao e recuperao de redes subterrneas, alm de
promover o mapeamento e a locao dessas redes.
H dcadas, essa preocupao foi atendida e resolvida pela Sociedade
Internacional de Tecnologia No Destrutiva - ISTT em Londres, hoje a ISTT difundi
seus estudos em mais de 20 pases, atravs de entidades filiadas. A ABRATT em
1999, juntou-se a esse privilegiado grupo de entidades, hoje a entidade vem
trabalhando na divulgao e suporte a essas tecnologias, em conjunto com
Universidades do mundo inteiro, inclusive a Universidade de So Paulo - USP.
(ABRATT Diretrizes do Mtodo No Destrutvel)
5.2.3 - Perfurao Horizontal Direcionada Horizontal Directional Drilling
(HDD)
Mtodo de perfurao horizontal direcionada, mais conhecido como HDD,
definido como um sistema de perfurao dirigvel para instalao de tubulaes,
conduites e cabos. Estes mtodos so chamados assim, devido a habilidade de
informam a localizao da cabea de perfurao e de guia-la durante o processo
de Perfurao. (NAJAFI, 2004)
Este mtodo se divide em trs classes: maxi-HDD, mide-HDD e miniHDD.
O tamanho fsico do equipamento e o mbito de aplicao dos projetos de
perfurao horizontal direcionada, podem variar significativamente, porm no a
diferena significativa no mtodo de operao. As figuras 5.5 e 5.6 apresentam uma
comparao entre as principais caractersticas que diferenciam as trs classes do
mtodo.
27
Figura 5.5 - Comparao das principais caracterstica das categorias de HDD
Fonte: Bennett, etal. (2004)
Figura 5.6 - Taxa de produo tpicas para as trs classes de HDD
Fonte: Bennett, etal. (2004)
5.2.4 - Aplicao do MND
O MND principalmente utilizado para instalao de oleodutos, tubulao
de gua, gs, esgotos e instalao de cabos de fibra tica.
Podendo ser aplicado em diversos tipos de solos, tais como: solos arenosos,
argilosos, pedregulhos e at mesmo em formaes rochosas.
i
28
5.2.5 - Mtodo de Perfurao direcional
A maioria, mas no todas as mquinas de perfurao direcional, usam uma
cabea com alimentao de fluido, que empurrado atravs do solo, na
extremidade de um conjunto de barras (coluna) de perfurao. Normalmente, essa
cabea angular, de modo que a rotao constante da coluna produza um furo
reto, enquanto que a manuteno da cabea numa determinada posio cause
desvio da trajetria. Normalmente, uma sonda ou emissor instalado na cabea
(Figura 5.7) ou em suas proximidades, emitindo sinais que so recebidos e
acompanhados por um receptor situado na superfcie, permitindo a monitorao de
direo, profundidade e demais parmetros. Sistemas de direcionamento por
barras rgidas tambm so usados, com o cabo correndo atravs da coluna de
perfurao, particularmente nos casos em que a trajetria no pode ser seguida
facilmente na superfcie (por exemplo, na travessia de rios) ou onde a profundidade
do furo muito grande para possibilitar uma localizao precisa por mtodos de
rdio-freqncia. (ABRATT Diretrizes do Mtodo No Destrutvel)
Uma mistura de gua e bentonita frequentemente usada como fluido ou
lama de perfurao, transportando os resduos em suspenso. Aps completar a
perfurao, esse fluido estabiliza o furo piloto, deixando-o pronto para o
alargamento. A tubulao final ou duto, geralmente de polietileno ou ao, puxada
pelo alargador medida que este avana e aumenta o dimetro do furo original.
Um recurso cada vez mais comum o uso de percusso para complementar
a fora axial e de rotao, o que pode ser conseguido com um martelo de percusso
instalado na cabea de perfurao ou pela gerao de percusso na mquina, na
superfcie, e sua transmisso atravs da coluna de perfurao. Em ambos os
casos, haver aumento significativo na capacidade das mquinas de perfurao
direcional, para passagem atravs de solos difceis ou incluses duras. do furo
29
Figura 5.7 Cabea de corte e sonda
Fonte: Dezotti, 2008
5.2.6 - Sistemas de Rastreamento e Direcionamento
A maioria das tcnicas de perfurao direcional, exceto algumas aplicaes
de curta distncia com lanamento em poo, baseiam-se em sistemas precisos de
locao e direcionamento da perfurao.
Existem vrios tipos de sistemas de rastreamento. Os mais comuns
conhecidos por sistema de passagem sobre a rede, esto baseados numa sonda
ou gerador de sinal localizado numa carcaa situada atrs da cabea de
perfurao, que emite um sinal de rdio para um receptor situado na superfcie.
Alm da posio e profundidade da cabea de perfurao, os dados transmitidos
incluem frequentemente a inclinao da ferramenta, a situao da bateria e a
temperatura do transmissor. comum repassar essas informaes para um
segundo receptor situado na mquina de perfurao, para que o operador tenha
acesso direto aos dados e possa fazer os ajustes de direo necessria. As figuras
5.8 e 5.9 apresentam os aparelhos utilizados para o rastreamento e a forma de
funcionamento.
Sua maior limitao a necessidade de ter acesso superfcie situada
diretamente acima da cabea de perfurao, o que poder ser difcil ou impossvel
se a rede passar sob um prdio ou um curso dgua. Esse problema pode ser
superado usando-se um sistema de direcionamento com fio rgido ou um
transmissor que contenha uma bssola eletrnica integrada. (ABRATT Diretrizes
do Mtodo No Destrutvel).
Os sistemas de fio rgido utilizam um cabo que passa atravs da coluna de
perfurao para transmitir os dados do gerador de sinal para o console de controle.
Embora esse cabo seja uma complicao adicional, permite o rastreamento em
30
qualquer terreno sem depender da transmisso de sinais de rdio, e tambm pode
ser usado em locais onde haja interferncia eletromagntica.
Figura 5.8 - Rastreador de Perfurao - Digitrak SE
Fonte: http://www.sondeq.com.br/pt/nd_rastreadores.php (Acesso: Abril 2014)
Figura 5.9 Rastreamento por ondas eletromagnticas
Fonte: Kebos JN Curso de Atualizao para operadores e navegadores de equipamentos de perfurao
31
5.2.7 - Sondagem para mapeamento de interferncias
5.2.7.1 Desenvolvimento
Trs tipos de sondagens esto contempladas nesse procedimento e
descritas a seguir. As sondagens sero realizadas pelo mtodo de deteco
atravs de frequncias de rdio (Radio Deteco), sondagens manuais e
sondagem a percusso.
5.2.7.2 - Situaes de Realizaes das Sondagens
5.2.7.2.1 - Sondagem radio deteco
Sondagem que se realiza com o objetivo de mapear e cadastrar as
interferncias enterradas pelo mtodo no destrutivo, a fim de se consolidar os
projetos de encaminhamento de uma linha pr-estabelecid. A topografia faz
marcaes dessas interferncias no trecho.
5.2.7.2.2 - Sondagem manual
Sondagem que se realiza cuidadosamente utilizando-se ferramentas de
escavao manual a fim de se descobrir a interferncia identificadas e cadastradas.
5.2.7.2.3 - Sondagem a percusso
Sondagem que se realiza utilizando-se equipamento de perfurao a fim
de se coletar amostras de solo onde se analisa granulometria principal e
secundria, origem, cor, compacidade e consistncia dos solos em locais
previamente escolhidos.
32
5.2.7.3 - Localizao pelo mtodo de Radio Deteco
Esses equipamentos possuem a mais avanada tecnologia de deteco
e localizao de tubos metlicos e cabos enterrados. Os receptores de Radio
Deteco (Figura 5.10) so capazes de detectar quase todos os cabos e tubos
metlicos enterrados, entretanto aqueles que no irradiam nenhum sinal no
podem ser detectados. Os receptores de Radio Deteco no so capazes de
indicar quando um sinal recebido de um nico cabo/duto, ou de vrios
cabos/dutos prximos, paralelos ou sobrepostos. (IT37 SialDrill)
Figura 5.10 Aparelho de rdio deteco
Fonte: http://www.surveyequipment.com/cable-pipe-detectors (Acesso: Abril, 2014)
5.2.7.4 - Sondagem com Escavao Manual
Processo se inicia com uma pesquisa junto aos setores tcnicos, mapas
cadastrais de redes de gua, esgoto, produtos industriais, telefone, dados e cabos
de energia eltrica. De posse dos dados obtidos na tarefa ou mesmo na ausncia
33
destes, procurar pontos notveis, tais como boca de coleta, tampes de caixa de
passagem de energia eltrica, telefone, registros de gua, canaletas de ligao,
com o apoio da equipe de topografia, que ter a funo de identificar e locar os
pontos notveis, assim como locar e demarcar possveis traados e alinhamentos.
(IT37 SialDrill)
De posse dos pontos notveis que possam interferir com o previsto no
projeto, iniciar a sondagem propriamente dita.
A sondagem feita transversalmente direo do obstculo inicialmente
atravs de escavao manual cuidadosa, e posterior posicionamento do trado
manual, at a cota prevista em projeto, sobre a marcao da obra prevista no
projeto. So tomados todos os cuidados, de forma a no danificar as redes
existentes. Terminada a sondagem, verifica-se a necessidade ou no de alterao
no projeto. A figura 5.11 mostra uma sondagem manual na faixa da Petrobras, onde
era necessrio visualizar o duto e cadastrar a profundidade.
Figura 5.11: Escavao manual para localizao de Duto da Petrobras
Fonte: Os autores (Janeiro, 2014)
34
5.2.7.5 - Sondagem a percusso
Neste tipo de sondagem, alm da coleta de amostras de solo e
identificao do nvel dgua, so obtidos ndices de resistncia a penetrao do
solo a cada metro. A figura 5.12 apresenta uma sondagem a percusso que
consiste na introduo de um tubo de ao no solo atravs de golpes de um peso
de cravao para avano em profundidade (ensaio "SPT"), com amostrador na
ponta para armazenamento e coleta do material perfurado. Intercalado aos
avanos por golpes de peso onde se obtm os ndices de resistncia do solo a
cada metro.
Figura 5.12- Sondagem a percusso
Fonte: Os autores (Janeiro, 2014)
5.2.8. - Calibrao da Sonda
Os dispositivos de direcionamento devem estar permanentemente
calibrados, assim, antes do incio de cada perfurao, a preciso deste sistema
deve ser verificada colocando-se o emissor e receptor a uma distncia pr-
35
determinada e conhecida comparando-a a leitura do dispositivo que deve estar de
acordo com as recomendaes do fabricante.
5.2.9 - Vala testemunho
A vala testemunho tipo de sondagem destrutiva, utilizada para confirmar a
real posio de uma interferncia a ser cruzada. A vala testemunho dever ser
executada:
Pontualmente atravs de aberturas de janelas;
Para confirmao fsica e visual das interferncias;
Confirmao da profundidade;
Para visualizao da passagem da haste do furo piloto e da puxada
do alargador, garantindo o distanciamento de 30 cm entre o alargador
e as interferncias.
5.2.10 - Vala de Entrada
A vala de abertura da furao deve ter forma de rampa com caimento
direcionado para o ponto inicial da perfurao e ligada a um fosso de acumulao
para conter eventuais resduos do fluido de perfurao.
5.2.11 Vala de Sada
A vala de sada da furao deve ter forma de rampa inclinada at a superfcie
do terreno. A coluna do tubo deve estar montada prxima ao ponto de sada da
ferramenta no fim do furo piloto, aps ter sido avaliada e liberada conforme norma
de testes aplicvel, com a cabea de puxamento corretamente conectada na
extremidade dos tubos e a utilizao de CAP mecnico ou dispositivo que garanta
a estanqueidade da tubulao, para evitar a entrada de agua e sujeira. (NT019
Comgs)
36
5.2.12 - Furo Piloto
o primeiro passo (normalmente direcionvel) do processo de perfurao,
que requerer alargamento posterior em sentido inverso, com um alargador ou
ferramenta similar. A figura 5.13 exemplifica o furo o piloto sendo direcionado por
um caminho projetado com antecedncia, guiado por um emissor de ondas
eletromagnticas que informa constantemente a posio, inclinao e
direcionamento da cabea de perfurao. Para Abraham, et al. (2002), afirma que
que a escavao do furo pilo a fase mais importante de uma obra que utiliza HDD,
sendo a fase que determina a posio final da tubulao a ser implantada.
Figura 5.13 Furo Piloto
Fonte: ABRATT Diretrizes do Mtodo No Destrutvel
5.2.13 - Alargamento e desobstruo do furo
O alargamento (Figura 5.14) consiste na passagem progressiva de
ferramentas de dimetros maiores a cada operao at atingir o suficiente para a
instalao do tubo, removendo e compactando o material (solo) de forma a
desobstruir completamente o furo. O tamanho do furo alargado 1,5 vezes o
dimetro do produto, que est sendo instalado, esse alargamento pode ser maior
37
que 1,5m dependemos do tipo de solo, e do produto a ser instalado. (PALAZZO,
2008).
Figura 5.14 Alargamento do furo
Fonte: ABRATT Diretrizes do Mtodo No Destrutvel
5.2.14 - rea de trabalho
Toda a rea de trabalho do furo direcional deve ser devidamente isolada, antes
de iniciar a operao, de forma a impedir o acesso de pessoas no autorizadas.
5.2.15 Equipamentos de perfurao
5.2.15.1 Brocas
So utilizadas para abrir o furo piloto e devem ser compatveis com o material
que est sendo escavado. Normalmente so fabricadas de Tungstnio, porem para
materiais mais duros poder ser necessrio o uso de brocas especiais. A figura
5.15 apresentam diversos tipos de brocas para perfurao.
38
5.15 Brocas de perfurao
Fonte: ABRATT Diretrizes do Mtodo No Destrutvel
5.2.15.2 Alargadores
Como mostra a figura 5.16 so ferramentas utilizadas para alargar o furo
piloto, em uma ou mais operaes, de tal forma que o dimetro final do furo seja
obrigatoriamente de no mnimo 1,5m o dimetro externo da tubulao a ser
inserida, dependendo do tipo de solo perfurado o dimetro final pode ser maior.
Deve ser instalado um distorcedor (swivel) entre o alargador e a coluna a fim de
que o torque transmitido ao alargador pela haste de perfurao, no seja
transmitido a tubulao que est sendo inserida. (NT019 Comgs)
39
Figura 5.16 - Alargador
Fonte: http://www.sondeq.com.br/imagens/produtos/prime07.jpg
(Acesso: Abril, 2014)
5.2.15.3 - Fusvel limitador da fora de puxamento Swivel
Trata-se de um dispositivo de segurana, de uso obrigatrio, instalado entre
o alargador e o primeiro tubo da coluna que est sendo puxada, atuando como um
porta-fusvel com o objetivo de assegurar que a tubulao e as soldas efetuadas
na mesma no sofrero esforos alm do especificado, caso isto ocorra o mesmo
romper um elemento interno, denominado break pin. Este dispositivo
padronizado em funo do dimetro nominal e da espessura e material do tubo de
PE. (NT019-Comgs).
No permitido, em hiptese alguma, o uso de swivel com carga de ruptura
maior que a especificada para a tubulao que est sendo puxada. Na figura 5.17,
transcrita da especificao O-011.28 - COMGAS , temos a carga mxima
admissvel para cada dimetro de tubulao e a figura 5.18 detalha a montagem da
conexo fusvel.
40
Figura 5.17 - Carga mxima admissvel
Fonte: Especificao O-011.28 COMGAS
Figura 5.18 Detalhamento da conexo fusvel
Fonte: Especificao O-011.28 COMGAS
41
5.2.15.4 - Maquinas de Perfurao
A capacidade dos equipamentos vem aumentando nos ltimos anos, e as
vantagens das tecnologias no destrutivas para a construo de novas redes
tornaram-se cada vez mais apreciadas.
Os fabricantes de todo o mundo oferecem uma grande variedade de
equipamentos, que vo desde unidades compactas para pequenos dimetros e
extenses curtas, at mquinas muito grandes, capazes de instalar extenses
acima de um quilmetro de tubulao de grande dimetro. As figuras 5.19, 5.20 e
5.21 ilustram as trs categorias de maquinas para perfurao.
Existe tambm uma variedade igualmente grande de sistemas de
direcionamento, cabeas de perfurao, alargadores e acessrios. As figuras
Podemos subdividir os equipamentos em:
Pequenas 02 a 15 toneladas
Medias 15 a 50 toneladas
Grandes 50 toneladas
Uma mquina tpica de perfurao direcional com lanamento na superfcie,
de porte intermedirio, possui uma capacidade de empuxo (trust) e trao (pull
back) da coluna entre 8 a 15 toneladas, e um torque de 5000 n/m, dependendo da
velocidade de rotao. De modo geral, essa mquina ter capacidade para
instalao de tubos com dimetro aproximado de 100 a 450 mm em distncia 50 a
250 metros, dependendo da condio do solo. A capacidade das mquinas de
perfurao direcional varia consideravelmente em funo do tipo de solo atravs
do qual forem trabalhar. De um modo geral, argilas homogneas so os solos mais
favorveis, enquanto que a areia pode apresentar problemas, como abrasividade e
especialmente se estiver abaixo do lenol fretico e com gua salobra. (Kebos JN
Curso de Atualizao para operadores e navegadores de equipamentos de
perfurao).
42
Figura 5.19 - HDD para dimetros grandes
Fonte: http://www.sondeq.com.br/imagens/produtos/prime02.jpg (Acesso: Abril, 2014)
Figura 5.20 - HDD para dimetros mdios
Fonte: http://www.ditchwitch.com/directional-drills/directional-drills/jt30 (Acesso: Abril, 2014)
43
Figura 5.21 - HDD para dimetros pequenos
Fonte - http://www.ditchwitch.com/directional-drills/directional-drills/jt922 (Acesso: Abril, 2014)
5.2.16 - Fluido de Perfurao
Todos os furos devem ser abertos utilizando fluidos de perfurao. Os
fluidos de perfurao podem ser aditivos, polmeros, bentonitas, barrilhas leve e
gua. A caracterstica principal dos fluidos a viscosidade e a gelatinosidade que
agem amolecendo o solo, lubrificando e estabilizando o furo executado. Estas
caractersticas de operao variam de acordo com o tipo de solo (viscosidade da
lama e consumo esperado).
A mistura correta de gua, bentonita e polmero devem ser preparados para
cada condio particular do solo. No equipamento em uso, a bentonita despejada
por um funil alcanando o jato dgua emergente de um venturi, sendo assim
carregado para o tanque de fluido, os quais so providos de misturadores, que
evitam a decantao e a deposio do material no fundo dos mesmos. (Kebos JN
44
Curso de Atualizao para operadores e navegadores de equipamentos de
perfurao).
O fluido de perfurao bombeado pelo interior das hastes, atravessando
os jatos situados na ferramenta de perfurao erodindo as formaes. Durante a
operao de perfurao devem ser constantemente observados tambm os
manmetros de presso instalados na prpria mquina, os quais podem mostrar
uma elevao sbita de presso provocada por alguma interferncia no
cadastrada, alguma rocha, entupimento da broca ou do alargador.
Dependendo de sua formulao, os fluidos de perfurao possuem diversas
funes:
Lubrificar a cabea de corte e reduzir o desgaste;
Amolecer o solo para facilitar a perfurao;
Remover o material escavado em suspenso, at o poo de lanamento;
Estabilizar o furo antes do alargamento;
Lubrificar a tubulao final durante o alargamento e a insero;
Acionar os motores de lama para perfurao atravs de solos duros.
(ABRATT Diretrizes do MND)
A formulao dos fluidos de perfurao uma cincia complexa, e
desempenha um papel importante no sucesso das obras. A maioria dos fabricantes
de mquinas de perfurao tem suas prprias recomendaes sobre os fluidos
mais adequados para cada aplicao em particular, da mesma forma que os
fabricantes dos materiais.
5.2.17 Perfurao em Rocha
A identificao do tipo, dureza e formao das rochas permitir utilizar as
ferramentas adequadas e ter maior eficincia na perfurao, pois os tipos de rocha
mudam muito de um trabalho para outro ou na mesma furao.
A formao de rocha pode ser identificada, como slida, fraturada,
medianamente fraturada ou dura. Quanto mais dura for rocha, mais fcil de
manter o fluxo, perfur-la e direcionar a broca.
45
Ao perfurar em rocha mais macia, a ferramenta de corte percorrer onde
apresenta menor resistncia e, portanto, ser mais difcil direcion-la. Para se
executar a perfurao em rocha aplicam-se trs mtodos de corte:
5.2.17.1 - Corte giratrio
Neste tipo de corte as cabeas de perfurao permitem o corte em rocha de
6896,55 N/cm a 8275,86 N/cm. A cabea de corte giratrio (figura 5.22) movida
por grandes volumes de fluido, que fazem a mesma girar, e podem ser direcionadas
de 1 a 3 graus. Este tipo de ferramenta se tornaria antieconmico caso no se utilize
outro equipamento para reutilizao do fluido. (Kebos JN Curso de Atualizao
para operadores e navegadores de equipamentos de perfurao).
Figura 5.22 Cabea de corte giratrio
Fonte:www.varelintl.com/content/inlineimages/mining/roller_cone/Var
_IndustrialBits_Web.jpg (Acesso: Abril, 2014)
46
5.2.17.2 - Corte por impacto
um dos mais novos mtodos de perfurao em rocha, ao invs de rasgar
a rocha para cort-la, se aplicam golpes curto de energia de forma repetitiva na
rocha para criar pequenas fendas e assim remover o material. Neste tipo de corte
se usa presso de ar para o impacto. O equipamento necessita de pouca potncia,
no necessita de grandes volumes de fludo, s o necessrio para deixar o material
cotado em suspenso. A presso de ar, alm do impacto tambm auxilia na
remoo no material. A figura 5.23 apresenta a ferramenta para esse tipo de furo.
Figura 5.23 Ferramenta para corte por impacto
Fonte: Nepomucemo, 2008
5.2.17.3 - Corte por arrasto
Este tipo de corte pode ser utilizado em rochas muito macias, onde a broca
utilizada feita de tungstnio. Pode-se utilizar este sistema em formaes de at
3448,27 N/cm de dureza. Caso a formao seja mais dura, haver um desgaste
muito grande e a eficincia do material ser diminuda. (MOUTINHO e
ARIARATAM, 2008).
47
5.2.18 - Pull Back
a capacidade (fora) que o equipamento possui de trazer de volta, o peso
de todas as hastes que foram utilizadas, mais o alargador, mais o peso do produto
que est sendo instalado, mais as foras de atritos resultantes desse movimento
em relao ao solo em que est sendo feita a instalao. Assim sendo, o conceito
diferenciador a capacidade que a mquina tem para puxar (pullback force) e de
empurrar (trust force).
Baseado na norma prtica (HDD GOOD PRACTICES GUIDELINES 2001),
na qual o pullback de uma mquina deve ser de pelo menos duas vezes o peso
do duto:
Exemplo:
Como pode ser observado no HDD GOOD PRACTICES GUIDELINE, o
fato mais importante verificar se a mquina tem fora (horse-power) de giro do
cabeote suficiente para executar um furo piloto de 250 metros ou para alargar 250
metros de 375 mm (1,5 vezes o dimetro do duto), e verificar se possui fora
suficiente para puxar uma coluna de 250mm.
48
6 . ESTUDO DE CASO
Neste estudo de caso ser abordado a implantao de uma malha de dutos
subterrneos da Companhia de Gs de So Paulo COMGS, a extenso do
projeto analisado 6.292,96m, sendo 2.179,85m com dimetro nominal de 40mm
e 4.113,11m em dimetro nominal de 63mm, com a tubulao instalada a uma
profundidade mdia de 1,00m abaixo da superfcie. Apresentaremos uma anlise
crtica, expondo os aspectos positivos e negativos dos mtodos construtivos, custo
de construo, problemas na execuo e solues, levantamento de clientes
potencial e vendas efetivas.
6.1 Localizao
A construo da rede de gasodutos est localizada na Zona de Norte de So
Paulo, no bairro Villa Mazzei, a tubulao ser implantada em diversas ruas listadas
abaixo e apresentadas na figura 6.1.
1 AV. MAZZEI 16 RUA JAMUND 31 TRAV. DOMINGO DENTE
2 RUA ALEXANDRE AZEVEDO 17 RUA JARI 32 TRAV. FELICE BONAVENTURA
3 RUA ARAGO 18 RUA JEAN LEPRINCE 33 TRAV. GYLSON RODRIGUES VIDIGAL
4 RUA BARTOLOMEU DE TORALES 19 RUA JOO GIORA 34 TRAV. IBIA
5 RUA CAUR 20 RUA JOS ALENCAR HORTA 35 TRAV. IMPRESSES DO CREPSCULO
6 RUA CEL. JOS PAIS DE ALMEIDA 21 RUA MANUEL VALENTE 36 TRAV. MATIAS ALBANO
7 RUA CEL. OTAVIO AZEVEDO 22 RUA NEM DE BARROS 37 TRAV. NAIR
8 RUA COMPRIDA 23 RUA PARU 38 TRAV. NUVEM MENSAGEIRA
9 RUA DAS GAMBOAS 24 RUA QUIXER 39 TRAV. ODCIO ORACILIO FALOPA
10 RUA DONA RAHIL MALUF 25 TRAV. ADOLFO CANTU 40 TRAV. OSWALDO LAZZER
11 RUA ENRIQUE M0NTES 26 TRAV. ANDR P. DA SILVA 41 TRAV. THEODORO PEREIRA
12 RUA FABRICIO CORREA 27 TRAV. ANTONIO BARROCA 42 VIA DE PEDESTRES DOS PORTUGUESES
13 RUA GUARAJ 28 TRAV. BOM JESUS DA LAPA
14 RUA GURUPATUBA 29 TRAV. CORONEL HLIO BARBOSA CALDAS
15 RUA JAIME PINTO FERREIRA 30 TRAV. DO JOO PIGNATARO
LOGRADOURO LOGRADOURO LOGRADOURO
49
Figura 6.1 - Mapa de Localizao
Fonte: www.google.com.br/maps (Acesso: Maio, 2014)
6.2 - Mtodo de Construo
Como padro de construo foi utilizado o Mtodo No Destrutivo (MND),
com exceo dos trechos indicados no projeto detalhado como Mtodo Destrutivo
(MD), com vala aberta. Em funo de dificuldades construtivas (valas muito
profundas, trfego intenso, terreno instvel, etc.) e com a autorizao prvia da
COMGS, a Empreiteira pode substituir o Mtodo No Destrutivo indicado no
projeto pelo Mtodo Destrutivo, com estrita observncia aos procedimentos
descritos na Normas COMGS NT-20 e NT-54.
50
6.3 - Afastamentos Mnimos de Segurana
6.3.1 Edificaes
Em relao a prdios e construes, esto sendo observadas as seguintes
distncias mnimas de afastamento, de acordo com a Norma NT-3 da COMGS:
Tubulao com espessura padro COMGS
Presso na rede Dimetro da tubulao de gs
At 180mm De 250mm a 350mm Acima de 350mm
4 bar
7 bar 1,5 m 3,0 m 4,5 m
17 bar
37 bar 3,0 m 6,0 m 9,0 m
6.3.2 - Instalaes Subterrneas
Em relao a instalaes subterrneas, esto sendo observadas as seguintes
distncias mnimas de afastamento:
Tipo de instalao
Dimetro da tubulao de gs
At 180mm De 250mm a
350mm
Acima de
350mm
Linhas de alta tenso subterrneas 0,5 m 1,0 m 1,0 m
Linhas de alta Tenso Area Distncia determinada pelo estudo prvio de
interferncia eltrica Aterramentos de alta Tenso
Outras instalaes subterrneas 0,3 m 0,4 m 0,4 m
51
6.3.3 - Profundidade de Valas
Como padro ser adotado as seguintes profundidades mnimas da geratriz
superior da tubulao:
Condio Profundidade Mnima
Tubo de PEAD em logradouros municipais
asfaltados e/ou com pavimentao com fita de
sinalizao.
0,61 m
Tubo de PEAD em logradouros municipais em terra
ou sem pavimentao 1,00 m
Tubo de PEAD instalado pelo mtodo no destrutivo 1,00 m
Tubo de ao em logradouros municipais 1,00 m
reas com atividades agrcolas ou sujeitas eroso 1,20 m
Ocupao longitudinal de faixa de rodovias 1,80 m
Travessias sob rodovias, ferrovias, rios e crregos 2,50 m
6.4 - Execuo do Projeto
Para execuo da obra foi utilizado o Projeto Executivo TU-108.12.135
COMGAS (Anexo 1), conforme dados fornecidos pela construtora Sialdrill a obra foi
executa mais de 90% por furo horizontal direcionado (Figura 6.4), totalizando 160
furos para execuo da malha estudada, o mtodo de vala aberta apenas foi
utilizado em trecho onde no havia possibilidade de furo direcional, como exemplo
o trecho mostrado na figura 6.1, onde h uma travessia na rua com extenso de
8,50m, no h viabilidade para execuo do furo e em casos de instalao de
equipamentos como o conjunto regulador de calada CRC (Figura 6.3).
52
Figura 6.2 - Localizao de Abertura de Vala
Fonte: Projeto Executivo - TU-108.12.135 Comgas
Figura 6.3 - Abertura de vala para instalao de equipamentos
Fonte: Os autores (maro, 2013)
53
Figura 6.4 Furo direcional
Fonte: Os autores (maio, 2013)
6.5 - Problemas ocorridos durante a obra
Durante a execuo de furo direcional horizontal na Rua das Gamboas, a
sonda estava navegando com uma profundidade de 2,80m devido a um crrego
canalizado localizado pela equipe de mapeamento, porm ao chegar com o
equipamento abaixo do rio, o mesmo bateu em uma rocha, que no foi identificada
pelo mapeamento. A soluo mais rpida e com menor custo foi trocar a sonda do
equipamento de perfurao, para uma de maior alcance e navegar com uma
profundidade de 3,50m a 4,00m, assim foi concludo a travessia. A figura 6.5
apresenta a localizao do crrego na rua das gamboas.
54
Figura 6.5 Travessia de Crrego canalizado
Fonte: www.google.com.br/maps (Acesso: Maio, 2014)
Outra situao na fase de mapeamento, foi a constatao de um trecho de
200m, na Rua Arago que teve que ser alterado de lado, devido a algumas casas
que estavam abaixo do nvel da rua e um muro de arrimo. Caso fosse construdo
conforme projeto, existiria uma enorme chance desse muro cair, uma vez que o
mesmo no tinha colunas e o furo direcional passaria bem prximo desse muro, o
caso foi passado para a engenharia da Comgas e por sua vez autorizou a mudana
de lado. A figura 5.6 mostra o muro de arrimo e as casa abaixo do nvel da rua.
55
Figura 6.6 Muro de Arrimo
Fonte: Os autores (maio, 2014)
Devido a inconsistncia dos cadastro da ligao de agua e esgoto domiciliar,
no foi possvel a verificao de todas as interferncias, pois a Sabesp no possui
cadastro de todas as suas ligaes de agua e esgoto, isto resultou em danos nos
ramais da Sabesp como mostra a figura 6.7.
56
Figura 6.7 Ramal de agua rompido
Fonte: Os Autores (maio, 2013)
6.6 - Tempo de obra
Obra teve seu incio em 01/04/2013 e o ultimo furo 06/06/2013, o
comissionamento da rede ocorreu entre 19/06/2013 e 21/06/2013, tempo curto pois
estamos falando em 6.292,96m de tubulao, se essa obra fosse executada
totalmente em mtodo destrutivo esse tempo de execuo seria muito superior a 2
meses.
O menor tempo de execuo do projeto se traduz em beneficio a populao
e vendas para a empresa fornecedora do servio. Segundo dados da COMGAS, o
projeto estudado at a sua finalizao apresentou os seguintes ndices de vendas.
FASEPotencial de
VendasCasas Vendidas Casas Ligadas Cancelamento
Captao de
Vendas
Captao de
Ligao
3A 1023 (casas) 224 174 5% 22% 17%
57
6.7 Custo de Execuo
Realizando uma anlise comparativa entre os custos de contratao dos
servios de execuo por metro linear dos Mtodos, o custo para utilizao do MND
aproximadamente R$ 265,62m e pelo mtodo MD de aproximadamente R$
231,60 m, o MND representa um custo de 12,80%, segundo a Construtora Sial Drill.
Mesmo que o valor da execuo do mtodo destrutivo tenha se apresentado
inferior em relao ao MND, nesta composio de preo esto inclusos somente
materiais e servios para implantao da tubulao, sem a incluso dos fatores de
riscos, cuja a incidncia e alta e rotineira. H componentes de riscos no agregados
aos itens que podem ocasionar grandes nus ao valor da obra.
Os impactos sociais grande empecilho para utilizao do MD, quando se
aplica esse mtodo a um grande impacto na regio, como exemplo o desvio do
transito e o aumento a poluio sonora. Mesmo o MND apresentando um custo
superior mais vivel para as grandes cidades pois causa pouqussimo impacto
em sua execuo.
Figura 6.8 Composio de Preo
Fonte: Construtora Sial Drill (outubro, 2014)
Item Descrio Unidade Quantidade Valor Unitrio Valor Total
1.0 Implantao por Mtodo Destrutivo metros 6.292,96 231,60 1.457.449,98
1.1 Abertura de Valas m 6.292,96 97,40 612.959,34
1.2 Recobrimento m 6.292,96 122,50 770.863,01
1.3 Instalao das Vlvulas
1.4 Recomposio m 6.292,96 11,70 73.627,63
2.0 Implantao por Mtodo de Perfurao Direcional metros 6.292,96 265,62 1.671.518,30
2.1 Abertura dos Tie-in m 47,88 7,17 343,37
2.2 Furo Direcional m 6.292,96 264,37 1.663.669,84
2.3 Fechamento dos Tie-in m 47,88 145,05 6.944,83
2.4 Recomposio m 47,88 11,70 560,27
Planilha de Preo Unitrio
N/A
58
6.8 - Prazo de Execuo
Para efeito de comparao entre os mtodos, analisamos a instalao de
um trecho de 100m, de tubulao implantada a uma profundidade mdia de 1,00m.
Baseado nos procedimentos da empresa Sialdril, com o mtodo destrutivo, para
executar os 100m de rede necessitaria-se de 8h, com o mtodo no destrutivo esse
tempo cai para aproximadamente 3h.
59
7 CONCLUSO
A construo de gasodutos, principalmente desde 2008, vem em constante
ascenso pelo Brasil e principalmente no estado de So Paulo. A Comgs vem
investindo alto, na ampliao de suas redes de gs natural, visando alcanar todos
os tipos de clientes.
Em pesquisas realizadas em diversas regies de So Paulo, a Comgs
concluiu que, os bairros com maiores aquisies de contratos so os bairros de
classe mdia baixa e classe baixa, uma vez que as tubulaes internas em cobre,
na maioria das casas ficam expostas, e aquelas classes mais ricas preferem no
adquirir os planos da Comgs, visando principalmente a parte esttica de suas
residncias. Com isso a Comgs est investindo muito, na construo de redes de
gs natural, principalmente nos bairros com essas caractersticas, conquistando um
nmero alto de novos clientes.
Neste trabalho, abordamos a construo de gasodutos em um bairro da zona
norte da cidade de So Paulo, pelos mtodos de vala a cu aberto (MD Mtodo
Destrutivo), e perfurao direcional horizontal (MND Mtodo no destrutivo).
O mtodo destrutivo que sempre foi muito utilizado na construo de
tubulaes subterrneas, est sendo cada vez menos utilizados nos dias de hoje,
isto se deve pela implantao do mtodo no destrutivo, que na grande maioria das
vezes, apresenta-se muito mais vantajoso.
No mtodo de construo atravs de vala aberta, alm dos impactos
causados pela obra, tais como; impactos ambientais, congestionamentos, grandes
quantidades de trabalhadores e maquinrios, escoramentos, compactao da vala,
recomposio da vala, suas principais desvantagens so, o custo e tempo de
execuo.
J na construo pelo mtodo no destrutivo, o oposto, alm dos impactos
causados pela obra serem bem menores, suas principais vantagens so; os custos
e o tempo de execuo. Uma vez que, para a construo de uma rua com at 200m
por exemplo, ser necessrio abrir apenas duas valas nas suas extremidades, e a
mquina perfuratriz, junto a um aparelho localizador e com apenas dois
funcionrios (operador e navegador), fazem a instalao da tubulao por toda a
sua extenso. Com isso se ganha muito tempo e menor custo.
60
Cada equipe de perfuratriz faz em mdia 200m de assentamento de
tubulao por dia, nos bairros da zona norte de So Paulo. Porm, as vezes, no
possvel realizar o assentamento da tubulao pelo mtodo no destrutivo, por
exemplo, quando h muitas interferncias subterrneas. Neste caso, a melhor
opo o mtodo destrutivo.
Aps assentadas as tubulaes, inicia-se as soldas para fechamento de
todas as pontas dos tubos, deixando assim, todas as ruas interligadas umas nas
outras. Em seguida, realizado o teste pneumtico na rede. E ento se interliga
em uma outra rede de gs j existente, com isso, a rede est pronta para a
comercializao.
61
8 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ABNT ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 12712:
Informao e documentao: referencia, elaborao. Rio de janeiro, 1993.
_. NBR 15280-1: Dutos Terrestre. Rio de Janeiro, 1997
_. NBR 12712 Projeto de sistemas de Transmisso e Distribuio de gs
combustvel.
_. NBR 12266 - Projeto e execuo de valas para assentamento de tubulao.
ABRAHAM, Dulcy M.; BAIK, Hyeon Shik; GOKHALE, Sanjiv - Developmentent of
decision support system for selection of thenchless technlogies to minimize
impact of utility construction on roadways. Springfield, VA: National Thechnical
information Service 2002.
ABRATT Associao Brasileira de Tecnologia no destrutiva.
ABRATT Artigos disponvel em acesso
em 13.maro.2014
__ABRATT Diretrizes do Mtodo No Destrutvel
BENNETT, David; ARIARATNAN, Samuel; COMO, Casey - Horizontal directional
drilling: Good practices Guideline. Arlington: HDD consortium, 2004.
DEZOTTI, Mateus Caetano - Analise de Utilizao de Mtodo No Destrutivo
como alternativa para reduo dos custos sociais gerados pela instalao,
manuteno e substituio de infraestruturas urbanas subterrneas. So
Carlos, SP, 2008. Orginalmente apresentada como dissertao de mestrado,
Escola de engenharia de So Carlos da Universidade de So Paulo, 2008.
KEBOS Curso de Atualizao para operadores e navegadores de
equipamentos de perfurao. (2013)
62
MASSARA, Vanesa Meloni; WERNECK, Murilo Tadeu; MORALES, Miguel Edgar
- A importncia do mtodo no destrutivo na implantao de redes de gs
natural cidades consolidadas, So Paulo, 2007
MENDES, G - Situao do Pas Em Relao Pesquisa Cientifica Sobre
Execuo de Mini Tneis Por MND. Revista Construo e Mercado. Ed: 355
Abril de 2006.
MOUTINHO, Antnio Carlos; ARIARATNAN, Samuel - Introduo aos mtodos
no destrutivos. III Congresso Brasileiro de MND, So Paulo Fevereiro, 2008.
NAJAFI, Mohammad - Thencheless Technology: pipeline and utility design,
construction, and renewal. 1 New York: McGraw-Hill Professional, 2004. 489p.
NEPOMUCENO, Joo Alberto - Fiscalizao em Obra de Perfurao Direcional.
III Congresso Brasileiro de MND, So Paulo Fevereiro, 2008.
PALAZZO, Sergio Augusto - Curso de perfurao horizontal direcionada III
Congresso Brasileiro de MND, So Paulo - Fevereiro 2008.
63
9 - ANEXOS