Equipamentos que viabilizam as obras no mar

Um levantamento realizado pelo Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (Ipea), órgão ligado à Secretaria de Assuntos Estratégicos da Presidência da República, aponta que o Brasil precisaria realizar 265 obras de ampliação e recuperação de áreas portuárias nos próximos cinco anos, totalizando investimentos públicos de R$ 43 bilhões. O valor representa quase cinco vezes mais que os R$ 8,8 bilhões aplicados pelo governo no setor nos últimos 10 anos. Em se confirmando a projeção, isto representaria o maior salto já dado pelo País em direção à melhoria da logística de exportação.

Apenas em 2009, o governo deverá investir R$ 1,5 bilhão em dragagens, para melhorar o acesso a alguns portos (veja matéria na pág. 20), além de aplicar outros R$ 2 bilhões em obras de terminais marítimos. Os valores se referem apenas a projetos sob responsabilidade do poder público, sem considerar os empreendimentos privados. “Somente este ano, concluímos o terminal de gás natural liquefeito (GNL), na Baía da Guanabara (RJ), e avançamos na construção do terminal aquaviário de Barra do Riacho (ES), que envolve a execução de um píer de 200 m de comprimento com dois pontos de atracação”, diz Mario Dantas, diretor da Carioca Christiani-Nielsen, especializada nesse tipo de obra.

Os dois projetos, contratados pela Petrobras, ilustram o impacto dos investimentos em óleo e gás no setor portuário. Dantas destaca que a retomada de obras desse tipo impulsiona a demanda por equipamentos muito específicos, usados apenas em construções offshore. “Nessas obras, utilizamos muitas barcaças para o transporte de equipamentos e materiais, além de mobilizarmos cábreas com até 110 t de capacidade, equipadas com guindastes e martelos para a cravação de estacas de até 50 m de comprimento”, diz ele.

Sobre flutuantes
Segundo o especialista, as operações de guindastes sobre flutuantes (cábreas) exigem cuidados especiais. Além de seguir a tabela de carga dos fabricantes, o usuário deve se certificar que o equipamento esteja fixado à embarcação por meio de cabos de aço, sendo que redundâncias nessas amarrações são bem-vindas. “Não é incomum um desses cabos romper durante a operação e, se o guindaste não estiver bem fixado, poderá tombar em alto mar e comprometer o equilíbrio de toda a barcaça, levando os demais equipamentos a bordo para o fundo do mar.”

Dantas ressalta que não basta calcular apenas o peso do guindaste e dos materiais movimentados, pois é preciso distribuir eficientemente essa carga por todo o conjunto do flutuante de forma a proporcionar equilíbrio à operação. “O cálculo correto leva em conta o peso do guindaste e da carga movimentada, bem como as especificações da embarcação, a correnteza, as ondas e ventos.” Por se tratar de um serviço que exige muito cuidado, o especialista recomenda que ele seja realizado por operadores experientes.

O conjunto do flutuante também deve ser ancorado de forma segura, seguindo critérios que variam de acordo com cada circunstância. “É possível que uma embarcação de 30x60 m, operando em mar abrigado, fique bem estabilizada com o uso de âncoras de 5 t, mas se a operação for em mar aberto, certamente será necessário optar por âncoras maiores para uma boa fixação”.

Execução por terra
Nas obras em mar abrigado, entretanto, como a construção de píeres, o uso de equipamentos sobre flutuantes pode ser substituído pela execução de pontes de acesso provisórias. Além disso, a holandesa IHC Beaver desenvolve plataformas modulares de apoio para a sustentação dos guindastes e demais equipamentos pesados mobilizados no mar. Como o sistema é desmontável, pode ser transportado em contêineres padronizados, de 20 ou 40 pés, e ainda acompanha o avanço da obra. “Ele suporta até 400 t de carga, o suficiente para abrigar um guindaste de 250 t e mais os bate-estacas”, diz Walter Herchenhorn, representante da IHC no Brasil.

Conhecido como cantitravel, o sistema de vigas metálicas que avança mar adentro para apoiar os equipamentos de fundação figura como o preferido entre os profissionais especializados nesse tipo de obra. “Trata-se de um método mais seguro e produtivo, pois ele permite que todo o trabalho seja feito por terra, sem a necessidade de você ficar à mercê do mar, como as variações das marés e as dificuldades nas zonas de arrebentação”, diz o engenheiro Henrique Ventura, da Construtora Norberto Odebrecht. Por esse motivo, o sistema foi largamente usado pela construtora na execução do píer do porto de Melchorita, no Peru (veja quadro abaixo).

Evolução dos bate-estacas
Os especialistas ressaltam ainda a evolução dos equipamentos para cravação de estacas, o que vem proporcionando maior eficiência nas obras portuárias. A construtora Carioca Christiani-Nielsen, por exemplo, utiliza perfuratrizes de circulação reversa para executar fundações em diversos tipos de terrenos, inclusive os rochosos, nos quais não é possível avançar com os bate-estacas convencionais. “Essa máquina conta com brocas de até 100 m de comprimento e, após a perfuração, injeta ar sob alta pressão no solo para expulsar o material escavado pela própria tubulação, até a superfície do mar”, explica Dantas. O tipo de broca usado varia de acordo com o material a ser escavado e o equipamento opera com tubulações de 40 cm a 2,5 m de diâmetro.

Nas obras de fundações em alguns tipos de solos, entretanto, os bate-estacas ainda se mantêm como opção predominante no mercado. “Essas tecnologias evoluíram muito, desde os martelos a vapor e de queda livre, passando pelos acionados a diesel e chegando até os modelos hidráulicos, também de queda livre”, diz Dantas. “Atualmente, a novidade é a tecnologia hidráulica de queda impulsionada por nitrogênio, que permite trabalhar dentro d’água e cravar estacas até mesmo na horizontal”, ele complementa.

Essa tecnologia, aliás, está presente na linha Hydrohammer, fabricada pela IHC. “São equipamentos totalmente encapsulados, justamente para viabilizar sua operação dentro do mar”, afirma Walter Herchenhorn. Acima do pistão, o equipamento conta com um reservatório de nitrogênio que funciona como uma mola, fornecendo energia cinética para a movimentação do bate-estaca. Com isso, ele funciona por princípio diferente dos modelos hidráulicos convencionais, cujo acionamento é feito hidraulicamente, mas a queda do martelo continua a ser livre.

De acordo com o especialista da IHC, os martelos hidráulicos de queda livre transmitem apenas cerca de 65% da energia líquida no momento da cravação, enquanto os equipamentos com pressão por nitrogênio transferem 100% da energia líquida para a estaca. O martelo Hydrohammer também foi utilizado na construção do porto de Melchorita, no Peru, onde os flutuantes nos quais os bate-estacas foram instalados contaram com um dispositivo muito usual em obras desse tipo: o sistema de geoposicionamento via satélite (GPS), que proporciona um controle mais apurado e rápido da posição do barco.

Controle por GPS
Esse tipo de controle torna-se ainda mais importante na operação dos split barges, embarcações usadas para o transporte de rocha em alto-mar, principalmente na construção de quebra-mar. Dotados de um casco construído em duas partes (uma a bombordo e outra a estibordo), esses navios permitem descarregar o material no local necessário com a simples abertura dessa estrutura, da proa até a popa. Com isso, eles proporcionam maior produtividade na execução das bases do quebra-mar.

Segundo Henrique Ventura, da Odebrecht, a obra do porto de Melchorita mobilizou um split barge com capacidade para 4 mil t de rocha, usado na execução da parte submersa do quebra-mar. “Eles foram empregados no lançamento do material até a cota de - 5 m, abaixo do nível do mar, e a partir desse ponto prosseguimos com o método convencional, mobilizando caminhões, escavadeiras hidráulicas e guindastes.” Tal estratégia tornou-se possível devido à construção de uma ponte provisória de 350 m, a partir do píer, para permitir o acesso dos equipamentos necessários à obra.

Com 800 m de comprimento e 23 m de altura, o quebra-mar conta com um total de 2,1 milhão t de rochas, das quais 1,25 milhão t foram depositadas pela embarcação. O restante corresponde ao material lançado pelo sistema convencional. “Para atender às especificações de projeto, utilizamos rochas de 1 kg a 6 t de peso, divididas em três faixas granulométricas distintas”, diz Ventura. O engenheiro explica que, devido ao cuidadoso planejamento da operação, com a disposição de faixas granulométricas adequadas em cada ponto, a estrutura atinge a compactação especificada durante o lançamento, sem a necessidade de compactação.

Por esse motivo, o lançamento desse material foi rigorosamente controlado por GPS, tanto na operação do split barge como na das escavadeiras e dos guindastes. “A partir de um monitor na cabine, o operador do equipamento sabia exatamente quanto estava depositando de rocha e se essa quantidade estava adequada ao plano de lançamento.” Em sua face externa, o quebra-mar conta ainda com revestimento de blocos de concreto, instalados por um guindaste Manitowoc M250, de 275 t de capacidade, e por um guindaste Terex HC-275, de 250 t. “Nesse caso, em vez de montarmos o sistema GPS na ponta da lança do equipamento, como foi feito no lançamento das rochas, eles foram incorporados como um acessório próximo ao moitão, para não ficarem expostos às variações das ondas, o que poderia comprometer a precisão.”

Barco com pernas hidráulicas
Como o píer foi executado com o uso de sistema cantitravel, Ventura ressalta que a obra não mobilizou muitas embarcações para a cravação de estacas. “A exceção foi a construção dos dolfins, que totalizam quatro pontos de atracação e seis de amarração para as embarcações, na qual empregamos um jack up barge na execução das fundações e na montagem da estrutura metálica.” O equipamento em questão é um flutuante rebocável, equipado com guindaste de 250 t, que possui pernas acionadas hidraulicamente. Quando ele está na posição de trabalho, essas pernas se apóiam no fundo do mar e elevam a plataforma do flutuante até a altura requerida para a realização do serviço.

Equipado com martelos da Junttan e da IHC, o equipamento cravou 13 estacas para cada dolfin, a profundidades de até 25 m abaixo do fundo do mar, que serviram de apoio para a construção das estruturas de atracação/amarração. O píer, por sua vez, fica apoiado sobre estacas metálicas de 48'' de diâmetro, cravadas por um guindaste de 275 t montado sobre o sistema cantitravel e equipado com martelo hidráulico de 14 t. Com 1.350 m de extensão, essa estrutura conta com mais de 300 estacas. “Além desses equipamentos, a obra mobilizou uma draga de 16 mil m³ de capacidade, pertencente à empresa belga Jan de Nul, nossa parceira no consórcio construtor”, conclui o engenheiro.