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Paolo Alfredini Emilia Arasaki
.1 EDITORA~ BLUCHER 50 anos
PROÊMIO
PANORAMAHIDROVIÁRIOEDO GERENCIAMENTOCOSTEIRONO BRASIL 1
1 Panorama Hidroviário Nacional 82 Panorama do Gerenciamento Costeiro Nacional 193 Fundamentos sobre Porto Concentrador de Carga e
Cabotagem .. 233.1 Introdução 23
3.1.1 Sustentabilidade da cabotagem 284 Marinas e Atracadouros Pesqueiros 33
PARTE 1
HIDRÁULlCAMARíTIMA 35
Hidrodinâmica das Ondas do Mar 371.1 Introdução sobre Ondas de Oscilação 371.2 Ondas Monocromáticas e Ondas Naturais 431.3 Dispersão da Onda e Velocidade de Grupo 451.4 Energia da Onda 47
1.4.1 Pressão subsuperficial 471.4.2 Energia e potência das ondas 48
1.5 Características Estatísticas das Alturas das Ondas Oceânicas 491.5.1Distribuição das alturas de ondas numa tempestade 491.5.2 Distribuição estatística de longo período 51
1.6 Efeitos de Águas Rasas 561.6.1Empolamento e refração 561.6.2Arrebentação 66
1.7 Difração 711.8 Reflexão ~~ 761.9 Correntes Longitudinais Produzidas pela Arrebentação 78
1.9.1 Considerações gerais 78
2 Marés e Correntes 812.1 Dinâmica da Maré Estuarina ~ 81
2.1.1 Considerações gerais sobre a maré astronômica 812.1.2 Considerações gerais sobre" maré meteorológica 882.1.3 Descrição matemática das marés astronômicas 892.1.4 A maré astronômica real em estuários 912.1.5 Modificações dinâmicas da maré astronômica em
estuários... ..912.1.6 Efeitos das larguras e profundidades nas massas
estuarinas 922.1.7 Previsão da maré astronômica por análise harmônica 93
2.2 Propagação da Maré em Estuários 1022.2.1 Circulação e mistUração 1022.2.2 Tipos de circulação 1122.2.3 Variação relativa do nível médio do mar e seus
impactos... 113
Obras e Gestão de Portos e Costas
3 Processos Litorâneos 1313.1 Introdução .1313.2 Origens e Características dos Sedimentos de Praia 134
3.2.1 Considerações gerais 1343.2.2 Balanço sedimentar 1363.2.3 Características dos sedimentos de praia 140
3.3 Circulação Induzida pelas Ondas junto à Costa 1423.3.1 Considerações gerais 1423.3.2 Ataque frontal 1433.3.3 Ataqueoblíquo ' ...143
3.4 Descrição do Transporte de Sedimentos Litorâneo 1453.4.1 Considerações gerais 1453.4.2 Ao largo da arrebentação 1463.4.3 Região de arrebentação 147
3.5 Perfis de Praia e Formações Costeiras Típicas 1513.5.1 Perfis transversais de praia 1513.5.2 Formações costeiras típicas 154
3.6 Análise Quantitativa do Processo de Transporte Litorâneo 1733.6.1 Início do movimento de sedimentos não-coesivos e
conformações de fundo 1733.6.2 A estimativa da vazão do transporte litorâneo 178
4 HidráulicaEstuarina 1854.1 Descrição Geral das Embocaduras Marítimas 185
4.1.1 Definição generalizada de estuário e a importânciado seu estudo 185
4.1.2 Classificação dos estuários 1884.1.3 Características gerais dos processos estuarinos 193
4.2 Intrusão Salina em Estuários 1964.2.1 Descrição da dinâmica da intrusão salina 1964.2.2 Mecanismo de uma cunha salina estacionária 1984.2.3 Análise de estuários misturados 199
4.3 Processos Sedimentológicos 2004.3.1 Fontes sedimentares 2004.3.2 Dinâmica do transporte de sedimentos 204
4.4 Processos Morfológicos 2164.4.1 Considerações gerais 2164.4.2 Conceito de equilíbrio dinâmico ou de regime em
estuários ..2164.4.3 Conceito de estuário ideal 2164.4.4 Processos morfológicos em deltas 2174.4.5 Processos morfológicos em embocaduras de maré 223
4.5 Estudos de Casos 2254.5.1 Aspectos relativos à dinâmica hidráulico-salina do
baixo Rio Cubatão (SP) 2254.5.2 Modeloanalítico para vazão de barreira hidráulica no
Rio Cubatão (SP) 2314.5.3 Impacto da vazão da Barragem do VaIoGrande na
distribuição de salinidade no Complexo Estuarino-Lagunar de Iguape-Cananeia (SP) 234
4.5.4 O Terminal Marítimo de Ponta da :'vladeira(MA) 2384.5.5 Estudo da dispersão de efiuentes de emissários
submarinos na Baixada Santista (SP) 247
Obras e Gestão de Portos e Costas
PARTE 2HIDRÁUlICAFLUVIAL... ... ...... 253
5 Transporte de Sedimentos- Curva-chaveeDistribuição dasTensõesna Fronteira 2555.1 Introdução 255
5.1.1 Consideraçõesgerais 2555.1.2 Condicionantes do transporte de sedimentos 2565.1.3 Aerosãopor açãohidráulica 2575.1.4 A viabilidade de obras de Engenharia Hidráulica e o
transporte de sedimentos 2645.2 Modalidades do Transporte Sólido 2665.3 Equilíbrio dos Escoamentos com Fundo MóveL 2675.4 Curva-chave Sólida 2675.5 Distribuição de Tensões de Arrastamento na Fronteira 271
6 Transportede Sedimentos- Iníciodo Movimento/Conformaçõesde Fundo/Rugosidade 2736.1 Hidráulica dos Escoamentos com Fundo Móvel 273
6.1.1 Lei de distribuição de velocidades 2736.1.2 Perdas de carga nos escoamentos com fundo móvel 2746.1.3 Turbulência .274
6.2 Propriedade dos Sedimentos 2746.2.1 Caracterização .2746.2.2 Origem 275
6.3 Início do Transporte Sólido por Arrastamento 2766.3.1 Considerações gerais 2766.3.2 Início do transporte 276
6.4 Conformaçõesde Fundo 281
7 Transporte de Sedimentos- Arrastamentode Fundoe emSuspensão 2837.1 Capacidade de Transporte por Arrastamento de Fundo 2837.2 Transporte Sólido em Suspensão 284
7.2.1 Distribuição da concentração de sedimentostransportados em suspensão 284
7.2.2 Determinação da vazão sólida em suspensão ::-: 2867.3 Transporte Sólido Total 287
7.3.1 Transporte sólido efetivo 2877.3.2 Vazão sólida total 287
8 Morfologia Fluvial - Princípios ~ 2898.1 Introdução 2898.2 Teoria do Regime 292
8.2.1 Geometria Hidráulica 1 2928.2.2 Resposta fluvial 293
8.3 Evolução dos Cursos D'Água 2958.3.1 Princípiosfundamentaisqueregemamodelação
do leito 2958.3.2 Perfis longitudinais fluviais 2978.3.3 Efeito dos filetes líquidos no processo
hidrossedimentológico 297
9 Morfologia Fluvial - Características Planialtimétricas dosCursos D'Águade PlanícieAluvionar 3019.1 Leis de Fargue 3019.2 Meandros Divagantes 305
Obras e Gestão de Portos e Costas
PARTE 3
OBRASPORTUÁRIASECOSTEIRAS 307
10 Arranjo Geral PortLJário 30910.1 Classificação dos Tipos de Portos 309
10.1.1 Definição, 30910.1.2 Natureza dos portos 31010.1.3 Localização 31010.1.4 Utilização 310
10.2 Obras de Melhoramento dos Portos ' 31110.3 Arranjo Geral das Obras Portuárias 311
10.3.1 Obras portuárias encravadas na costa ou estuarinas 31110.3.2 Obras portuárias salientes à costa e protegidas
por molhes 31810.3.3 Obra portuária ao largo protegida por quebra-mar 32210.3.4 Outros tipos de arranjos gerais 322
10.4 Localização de Quebra-mares 32510.5 Questões Fundamentais do Projeto das Obras Portuárias 32910.6 Ações em Estruturas Portuárias Marítimas ou Fluviais 329
11 Dimensões de Canais e Bacias Portuários 33111.1 Canais de Acesso 331
11.1.1 Aspectos relacionados à profundidade de canaisde acesso portuários 331
11.1.2 Aspectos relacionados à largura de canais deacessoportuários 333
11.1.3 Exemplos de canais de acessoportuários 34411.2 Bacias Portuárias 346
11.2.1 Bacias de evolução 34611.2.2 Bacias de espera 34711.2.3 Bacias do berço 347
12 Obras de Abrigo Portuárias - Quebra-mares, Guias-correnteseEspigões :" 34912.1 Considerações Gerais sobre as Obras de Abrigo 349
12.1.1 Funçào 34912.1.2 Finalidades 349
12.2 Tipos Convencionais de Obras de Abrigo 35012.3 Tipos Não-convencionais de Obras de Abrigo 35212.4 Escolha do Tipo de Obra 355
13 C!>brasde Abrigo Portuárias - Dimensionamento, PerfisTransversais, Cotas 36713.1 Anteprojeto de Quebra-mar de Talude 367
13.1.1 Características gerais da seção transversaL 36713.1.2 Composição do maciço 36813.1.3 Equipamentos e métodos construtivos 37013.1.4 Fatores de projeto 37013.1.5 Pré-dimensionamento da armadura 370
13.1.6 Pré-dimensionamento da seção transversaL 37213.2 Metodologia de Projeto de um Quebra-mar de Berma 37513.3 Diagrama de Pressões sobre uma Parede Vertical 37713.4 Dimensionamento do Peso dos Blocos de Espigões de
Enrocamento 378
Obras e Gestão de Portos e Costas
14 Obras Portuárias Internas - Tipos de Estruturas Acostáveise Acessórios. ... ... 381
14.1 Características Gerais, Classificação e Tipos Principais dasObras Acostáveis 381
14.2 Ação das Embarcações nas Obras Acostáveis 38914.2.1 Considerações gerais 38914.2.2 Defensas .39114.2.3 Cabos de amarração 40114.2.4 Equipamento de amarração baseado em terra 405
14.3 Elementos Básicos no Projeto Estrutural das Obras deAcostagem 40814.3.1 Considerações gerais 40814.3.2 Classificação do tipo estruturaL 408
14.4 Portos Fluviais 42514.4.1 Considerações gerais 42514.4.2 Acesso e abrigo 42514.4.3 Obras de acostagem 425
15 Obras Portuárias Internas - Instalações de Movimentação eArmazenamento de Cargas 43315.1 Introdução 43315.2 Berços para Carga Geral 434
15.2.1 Cota 43415.2.2 Larguras das plataformas 43415.2.3 Largura total da área no tardoz da frente do cais 43515.2.4 Armazenamento coberto das cargas 43515.2.5 Pátios de estocagem 43515.2.6 Equipamento para movimentação de carga 437
15.3 Terminais de Contêineres 44615.3.1 Considerações gerais 44615.3.2 Cota e largura da plataforma 44615.3.3 Pátio de contêineres e equipamento 44715.3.4 Terminais mistos de carga geral e contêineres 450
15.4 Terminais Roll-on/Roll-off 45015.5 Terminais para Granéis Líquidos 451
15.5.1 Considerações gerais \~ 45115.5.2 Berços convencionais para óleo cru e derivados
de petróleo 45115.5.3 Estocagem de granéis líquidos 45415.5.4 Terminais convencionais para gases liquefeitos
refrigerados e/ou comprimidos 45415.5.5 Instalações de estocagem para gases liquefeitos 45515.5.6 Terminais operando com boias 455
15.6 Terminais para Granéis Sólidos .! 45715.6.1 Considerações gerais 45715.6.2 Terminais convencionais de exportação 45915.6.3 Terminais convencionais de importação 466
15.7 Exemplo de Equipamentos de um Porto com CargaDiversificada 470
15.8 Terminais e Portos Fluviais 471
16 Organização, Gerenciamento e Operação Portuária 47716.1 Modelos de Política Portuária 477
16.1.1 Considerações gerais 47716.1.2 Modelos de controle portuário 47716.1.3 Atividade portuária 480
Obras e Gestão de Portos e Costas
16.2 Mão-de-obra ...... 48516.3 Tarifas Portuárias 48ê16.4 A Política de Gestão Integrada 48716.5 Considerações sobre Anteprojeto de Dimensionamento
Operacional. 49016.5.1 Aspectos básicos 49016.5.2 Dimensionamento do número de berços 49016.5.3 Dimensionamento de instalações de armazenagem
para granéis 49216.6 Centro Integrado de Operação ' 492
17 Obras de Defesa dos Litorais - Tipos de Obras 49517.1 Introdução... 495
17.1.1Erosão costeira 49517.1.2 Obras de defesa dos litorais 49517.1.3 Intervenções não-estruturais 496
17.2 Levantamento de Dados para o Projeto 49617.3 As Obras de Defesa 497
17.3.1 Classificações genéricas 49717.4 Obras Longitudinais Aderentes 497
17.4.1Descrição 49717.4.2 Funções ... 49817.4.3 Limitações ... 49817.4.4 Parâmetros funcionais do projeto 49817.4.5 Materiais empregados 49917.4.6 Modelosde obras longitudinais aderentes 499
17.5 Espigões 50417.5.1 Descrição 50417.5.2 Funções ...... 50417.5.3 Limitações 50417.5.4 Utilização de espigão isolado 50417.5.5 Utilização de um campo de espigões 50517.5.6 Parâmetr9s funcionais do projeto 50717.5.7Materiaisempregados.... 508
17.6 Quebra-mares Destacados da Costa 50817.6.1 Descrição 50817.6.2 Função 50917.6.3 Funcionamento ......... 50917.6.4 Limitações... 50917.6.5 Parâmetros funcionais de projeto 51O17.6.6Indicaçõespara o estudopreliminarde um sistema .
de quebra-mares destacados 51017.6.7Materiais empregados.. 510
17.7 Alimentação Artificial das Praias 51117.7.1Descrição 51117.7.2Funções .51217.7.3Limitações .51217.7.4Parâmetros funcionais de projeto 51217.7.5Modelosde engordamentos artificiais de praias 513
17.8 Obras de Proteção contra a Ação do .Mar 51517.8.1 Diques. ... ... ... 51517.8.2 Fixação das dunas de areia 517
Obras e Gestão de Portos e Costas
18 Obras de Defesa dos Litorais - Estimativa do Impacto sobrea Linha de Costa ... 51918.1 Espigões 519
18.1.1 Descrição conceitual do impacto sobre a linhade costa ... ... ... 51918.1.2 Exemplificação de obras de campos de espigões 521
18.2 Quebra-mares Destacados 52618.2.1 Descrição conceitual do impacto sobre a linha
de costa 52618.2.2 Características funcionais de quebra-mar
isolado emerso destacado da costa 52918.2.3 Características funcionais de quebra-mares
emersos segmentados 53118.3 Alimentação Artificial de Praias 53218.4 Instalação de Comportas e Solução Integrada 533
19 Obras Estuarinas 53519.1 Princípios das Obras de Controle e Aproveitamento dos
Estuários ... 53519.1.1 Princípios gerais 535
19.2 Métodos de Controle 53719.3 Controle Hidráulico ......... 537
19.3.1 Revestimentos de margem 53719.3.2 Diques direcionadores 53819.3.3 Espigões. 54219.3.4 Aumento do volume do prisma de maré 54319.3.5 Alterações da defasagem entre variações de
níveis e .velocidades 54319.3.6 Delimitações lagunares 544
19.4 Controle do Transporte de Sedimentos 54519.4.1 Controle do fluxo de sólidos 545
19.5 Exemplos de Obras em Embocaduras Estuarinas 546
20 Emissários Submarinos, Dispersão de Efluentes e Processode Licenciamento Ambiental 55320.1 Emissários Submarinos 55320.2 ConceitUação sobre o Comportamento de Vazamentos ".
de Óleo 55920.3 Processo de Licenciamento Ambienta! 56120.4 Impacto Ambiental e Gerenciamento Ambiental Integrado 571
20.4.1 Impacto ambiental causado por emissáriosubmarino 571
20.4.2 Critérios de emissão de cargas poluentes 57420.4.3 Brasil .' 57520.4.4 China 57820.4.5 Escócia 58120.4.6 Estados Unidos 58420.4.7 Comunidade Europeia 58820.4.8 A problemática do Mar Mediterrâneo 59020.4.9 Padrões e parâmetros recomendados 59220.4.10 Características ambientais 59520.4.11 Alternativas de pré-tratamento para efluentes
de emissários ... 59820.4.12 Principais procedimentos a serem considerados
no projeto de emissários 601
Obras e Gestão de Portos e Costas
20.4.13 Monitoramento de emissárlos submarinos 60220.4.14Precauçõesna construçãoe manute!l.ção 60320.4.15 Estações de tratamento de esgoto na região
do );Iar Mediterâneo 60520.4.16 Gerenciamento ambiental sugerido para o
Mar Mediterrâneo 61020A.17 O processo para a emissão de critérios e licenças 613
20.5 Considerações finais 620
PARTE 4
O BRAS HIDROVIÁRIAS 623
21 Dragagem e Derrocamento 62521.1 Dragagem 625
21.1.1 Introdução 62521.1.2 Dragas mecânicas 62721.1.3 Dragas hidráulicas 63521.1.4 Medições dos volumes dragados 645
21.2 Derrocamento 64821.2.1 Considerações gerais 64821.2.2 Métodos de derrocagem 648
21.3 Gestão Ambiental de Dragados Não-inertes 650
22 Dimensões Básicas das Hidrovias e Obras de Melhoramentopara a Navegação 65722.1 Embarcações Fluviais 657
22.1.1 Características das embarcações fluviais 65722.1.2 Automotores.. 65822.1.3 Empurradores 65922.1.4 Chatas 66022.1.5 Comboios de empurra 66322.1.6 Embarcações especializadas 665
22.2 Dimensões Básicas das Hidrovias 66522.2.1 Considerilções gerais 66522.2.2 ProfundÍdade mínima 66522.2.3 Largura mínima 66522.2.4 Area mínima da seção molhada 66522.2.5 Raio de curvatura 66622.2.6 Vão e altura livres nas pontes 66722.2.7 Velocidademáxima das águas 66722.2.8 Gabaritos propostos pelo Millistério dos
Transportes 66722.3 Estruturas Especiais de Canais Artificiais para a
Navegação 66822.4 Obras de Melhoramento do Leito para a Navegação 669
23 Obras de Normalização e Regularização do leito 67323.1 Obras de Normalização 673
23.1.1 Considerações gerais 67323.1.2 Desobstrução e limpeza 67323.1.3 Limitação dos leitos de inundação 67323.1.4 Bifurcação fluvial e confluência de tributários 67423.1.5 Obras de proteção de margens 67423.1.6 Retificação de meandros 684
Obras e Gestão de Portos e Costas
23.1.7 Obras de proteção de pilares de pontes 68823.2 Obras de Regularização do Leito 693
23.2.1 Considerações gerais 69323.~.2 Regularização em fundo fixo 69323.2.3 Regularização em fundo móveL 694
24 Eclusas de Navegação e Capacidade de Tráfego em Hidrovias 70724.1 Princípio de Funcionamento das Eclusas de Navegação 707
24.1.1 Considerações gerais 70724.1.2 Critérios de projeto 718
24.2 Dimensões Típicas das Eclusas Brasileiras 72324.3 Segurança nas Eclusagens 72524.4 Equipamentos das Eclusas de Navegação 728
24.4.1 Considerações gerais 72824.4.2 Portas 72824.4.3 Válvulas 731
24.5 Funcionamento Hidráulico das Eclusas 73124.5.1 Considerações gerais 73124.5.2 Descrição do escoamento de enchimento 73124.5.3 Condições de aproximação ao emboque da
tomada d'água 73324.5.4 Condições de escoamento nos aquedutos das
válvulas 73624.5.5 Condições de distribuição das vazões nos aquedutos
de alimentação 73624.5.6 Manobras das válvulas 740
24.6 Capacidade de Tráfego das Eclusas 74124.6.1 Considerações gerais 74124.6.2 Estimativa da capacidade de tráfego das eclusas 74124.6.3 Fatores a considerar no tempo de transposição total 74224.6.4 Estimativa do esforço num cabo de amarração 74224.6.5 Pré-dimensionamento de frota numa hidrovia 743
2S O Papel da Aquavia na Economia Contemporânea 74525.1 Considerações Gerais 74525.2 A Aquavia como Instrumento de Transporte :~ 74625.3 O Vetor d'Água 74725.4 A Luta contra as Inundações 74725.5 Atividades Relativas à Aquavia 74725.6 O Papel da Aquavia no Deserwolvimento Territorial
SustentáveL 74825.7 O Exemplo das Hidrovias Europeias Consolidadas 74925.8 A Consistência da Aquavia no Br'asil 761
BibIiografia 763
