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Questões Técnicas
Engenharia Portuária
Alfredo Antônio Simões dos Santos Lisboa, nasceu em 31 de março de 1847 e faleceu em 16 de setembro de 1936. Alfredo Lisboa, como era conhecido, formou-se em Engenharia na Bélgica em 1873 e, no Brasil, tornou-se um dos grandes precursores da Engenharia Portuária. Do Amazonas ao Rio Grande do Sul, não houve porto em que ele não tivesse atuado com o mais alto merecimento. A partir de 1903, passou a se interessar por problemas portuários, atuando junto a Francisco Bicalho na comissão do porto do Rio de Janeiro. Projetou e construiu o porto do Recife, cuja entrada em operação comercial se deu em 12 de setembro de 1918, com 2125m de cais e três armazéns.
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A engenharia portuária dá continuidade ao projeto arquitetônico que confere ao projeto de porto uma interface urbana e ambiental, e cria a atmosfera de lugar performático, capaz de se articular dinamicamente com a vida territorial e abrigar a construção de novas identidades e perfis profissionais. É um elemento icônico para o tecido social e contundente no sentido ontológico em função da cadeia de conexões subsequentes que a todos submete, reconduzindo a sociedade a sucessivas reabilitações urbanas e marés políticas.
Atualmente, a engenharia portuária é um dos campos de especialização da Engenharia Civil que abarca a infraestrutura de transportes que por sua vez, dentre outras áreas de atuação, compreende portos e vias navegáveis, bem como seus respectivos projetos e construções.
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As grandes variáveis para a engenharia portuária são: as vibrações, os pesos (cargas), as temperaturas, as pressões, os esforços e possíveis impactos. A análise dos efeitos dessas variáveis sobre as estruturas leva em consideração a multidirecionalidade, a grandeza (intensidade) e a frequência (períodos), sendo a condição mais crítica, a atuação de todas em conjunto na escala máxima em um único momento.
Compete à engenharia portuária o cálculo do dimensionamento e da forma das estruturas para que sejam compatíveis aos esforços de amarração e deslocamento de pesos (carga e aparelhos de carga) para, com eficiência e margem de segurança, suportarem, absorverem e distribuírem tais esforços e possíveis impactos decorrentes da acostagem de embarcações de grande porte. A escolha do método construtivo combinado com o modelo de arranjo estrutural determinarão as características das fundações para a infraestrutura e superestrutura da obra portuária. Na parte de infraestrutura, serão decidas as questões do paramento do cais (aberto ou fechado) e calculados o número, as dimensões e os ângulos de fixação das estacas de concreto ao solo, bem como os respectivos métodos de coroamento às vigas nas estruturas de acostagem. Essas decisões levam em consideração o solo aquático, sua capacidade de carga e o seu comportamento.
Devido ao peso que desloca e a energia cinética envolvida, a acostagem das embarcações de grande porte é estudada segundo os esforços e impactos que pode causar às estruturas portuárias. Tais estudos, que podem ser demonstrados em tabelas, residem na consideração dos graus liberdade de movimentos que uma embarcação possui e na velocidade de aproximação ao cais, sempre levando em conta a ação de elementos ambientais reinantes com intensidade e direção específicas e hipotéticas. As forças hidrodinâmicas atuam na parte submersa e as forças eólicas nas áreas expostas da embarcação.
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Os equipamentos de carga (móveis e fixos), veículos de transporte de cargas (locomotivas, vagões, caminhões, empilhadeiras), as cargas, as embarcações de apoio e as embarcações de grande porte representam a parte dinâmica da geração de esforços e impactos. Já as forças estáticas serão exercidas pelos elementos ambientais como ventos, correntes e correntes de maré, pressão hidrostática e variação de temperatura, bem como pela carga permanente da própria infraestrutura e superestrutura cujas resultantes oscilatórias não são significativas para que sejam consideradas dinâmicas.
Dentre os elementos perturbadores da estabilidade das construções, vale observar que a embarcação de grande porte retransmite à estrutura portuária, por meio da amarração, a resultante das forças decorrentes das ações dos elementos ambientais e das operações de carga e de descarga sempre que essas causam o deslocamento de seu centro de gravidade e de seu centro de flutuação. Em ritmo normal de operação de carga e descarga, esses efeitos são mais suaves. No entanto, uma embarcação totalmente carregada aumenta a componente horizontal do momento de força de compressão sobre a estrutura portuária que o redistribui por meio das defensas. Na condição oposta, totalmente descarregada, o trabalho de distribuição de esforços do momento de tração vertical é desempenhado pela amarração nos pontos dos elementos de fixação de cabos (cabeços). Claro está que os cabos de amarração trabalham nas estruturas portuárias retransmitindo esforços de tração cujas resultantes são para cima (verticais), para frente e para trás (longitudinais) e para fora (transversais). É possível e talvez necessário que se admita o modo de amarração a contrabordo, ampliando a cadeia de transmissão de esforços às estruturas portuárias.
O estudo das normas técnicas nacionais, americanas e britânicas sobre a construção e cálculo das estruturas portuárias promove o amadurecimento do engenheiro portuário pois lhe permite, por comparação, parametrizar o grau de segurança, acuidade e adequação do projeto de porto em relação ao tipo de navio, tipos de carga e expectativa de movimentação de cargas em toneladas ou unidades por ano. A evolução das características das embarcações de grande porte gera demandas de aperfeiçoamento do projeto de porto e da construção de estruturas portuárias adequadas e capazes de operar com embarcações mais modernas. As demais edificações constantes no layout do empreendimento portuário seguirão normas mais comuns à engenharia civil. No entanto, são peças fundamentais para a dinâmica das atividades portuárias pois constam da retro área para estocagem transitória de cargas, áreas de pré-embarque, pátio de manobra de veículos, todas idealmente dimensionadas para comportar o fluxo de entrada e saída de veículos e pessoas.
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Estruturas de Proteção
As obras de proteção do ambiente portuário compreendem a construção de molhes e quebra-mares a fim de mitigarem e conterem os efeitos das ondas do mar. O planejamento dessa construção envolve a definição da altura, do traçado, da extensão e do local de posicionamento para que se obtenha proteção com eficiência. No processo de construção, seguindo a técnica de enrocamento, blocos de concreto são depositados sobre o fundo do mar até que atinjam as dimensões projetadas. Esta técnica é utilizada na construção de quebra-mares, molhes e na regularização de margens de rio porque oferece resistência à erosão e é eficaz na dissipação da força das vagas.
Essas construções contribuem para reduzirem a agitação das águas na superfície, permitindo a realização de manobras de atracação e desatracação seguras, bem como as operações de embarque e desembarque de cargas, víveres e consumíveis.
Alguns molhes são construções de grandes proporções nos quais é possível construir atracadouros para terminais de granel líquido, bem como faróis para sinalização náutica.
