rio de janeiro, r3 - brasil - Engenharia Naval e Oceânica - UFRJ

Adacto Benedicto Ottoni
TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS PROGRAMAS DE
P~S-GRADUAÇ~~O OE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE FEDF&L DO RIO DE 3A *
IEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSARIOS PARA A OBTENÇRO DO '
GRAU BE MESTRE EM CI&UCIAS (M.sc.) EM EMGENHARIA OCEANICA, NA
ARCA DE ENGENHARIA COSTEIRA.
Aprovado por t
Pruf. Rui Carlos Vieira da Silva
( Presidente)
Prof. Carfos Eduardo Parente Ribeiro
RIO DE JANEIRO, R3 - BRASIL
NDVEMBRO DE 1986

OTTONI , ADACTO BEMEDI CIO
A lrnplantaião de Sistemas de Pdavegação em ~e~iÕes ~stuarinas.
(~io de ~aneiro). 1986
XIII, 142 p. 29,? CRI (COPPE/UFRJ, M.Sc., Engenharia Ocg
ânica, 1986)
Tese - Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE
1. ~avega~ão
em ~stugrios. I. COPPE/UFRJ 11. ~ltulo
(série)

iii
Gostaria de prestar meus sinceros agrade
cimentos aos prafessores e funcionários do Departamsnto de Engg
nharia ~ceâniea da COPPE/UFRJ pola colaboração e apoio durante
toda a fase de obtenção de créditos e desenvolvimento desta te-
ss de mestradoi ao professor Rui Carlos Vieira da Silva pela
orientação que dele recebi; ao professor Per Bruun pelas conhe-
cimentos técnicos e orisntaçõep. que ms transmitiu durante o pa
riodo em que estive na Noruega realizando curso de &s-gradua-
ção em engenharia maritimat e a profissionais e instituições
que ma auxiliaras fornecendo dados e sugestões, o que tornou
possfvel a elaboração do presente trabalho.

Resumo da Tese Apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisi-
tos necessários para a obtenção do grau de Mestre em ciências
(H. se.)
Adacto Benedicto Ottoni
Novembro de 1986
Orientador: Prof. Rui Carlos Vieira da Silva
Programa: de Engenharia ~ceânica da COPPE/UFRJ, área de Enge-
nharia Costeira
Esta tese de mestrado tem por objetivo estudar O
comportamento estuarino de uma forma geral e analisar os siste-
mas de navegação camo um todo, dando ênfase sua aplicação em
estuários.
Desta forma, o presente trabalho está dividido em
5 capitulas principaist o primeiro corresponda a um introdução
do assunto; o segundo é sobrs as aspectos gerais relativos a e2
tuários; o terceiro caplfulo desenvolve os conceitos básicos so
bre sistemas de navegação; o quarto corresponde aos tipos de
aplicações e casos práticos relacionados ?i implantação de sisk
mas de navegação em estuários; a, finalmente, m quinta capitu-
lo são apresentadas canclusões e recomendações relativas à temi
tica global da tese.

Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as partia1 fulfillment
of the requirements for the degree of Master of Science (kSc.)
THE NAVI GATION SYSTEMS IN ESTUARINE REGIONS
Adacto Benedicto Ottoni
November 1986
Chairmanr Prof, Rui Carlos Vieira da Silva
Departmentt Ocean Engineering (COPPE/UFRJ), area of Coastal
Engineering
This master's thesis has the purpose of studying
the estuarine behavior in a general point of view, and analyse
the navigation systems and its influente in estuaries.
This work is divided in 5 main chaptersr the first
is an introduction about this matter; the second is about the
general aspects related to estuaries; tha third chapter expiains
the basic concepts about the navigation systems; the fourth
corresponds to applications and case studies related to navigation
systems in estuaries; and, finally, the fifth chapter shows the
conclusions and recommendations of the author,

11.3.1) Classif icação pela toposrafia . . . . . . .. .. . . 8
11.3.2) Classificacão através
.
do diagrama Circu
Li.
lacão/~stratificacao . . . . . . . ....... . 10
If A3) ~lassificação pela estrutura salina . .. ... 12
11.3.3.1) €stu&ios altamente estratificg
dos ou estuários de cunha sali-
na ....... ...... r...........e.. 12
11.3~3.3) ~stu$rios bem misturados O.. ...
15
111) CONCEITOS BASICOS SOBRE OS SISTEHAS DE NAVEGACÃO ...O *.e 28
III.2) FATQRES NATURAIS A SEREM ANALISAOOS PARA A IHPLAN
TAÇÃD DE SISTEMAS DE NAVEGAÇÃO ,.. 32
11 I. 3) GENERALIDADES SOBRE O DIMENSIDNAMEMTO DE CANAIS
DE NAUEGAÇÃO .... + ..,... ... ..... . ................ 35
111.3.1) ~nflência dos movimentos da embarca~ão . O 35
111.3.2) Profundidade de canais de navegação .... 36
111.3.3) Larqura de canais de naveqação ......... 40

vii
113.4) Outras consideracões .................e 45
111.4) SISTEMAS DE TRANSPORTE RELATIVOS A NAWEGAÇÃO .... 46
I )
Considera~ões nerais .................. 46
111.4.2) Tioos de caraas ................... .... 46
111.4. 3) Tipos de embarcaçÕes .................. 47
................... 111.5) DESENVOLVIMEMTD PORTUARIO 51
111.5.1) Aspectos serais .. ............e..e..... 51
...........
111.5.2) Principais obras portuárias 53
111.53) Sistemas de movimsntaçãa de cargas .... 59
111.6) PRINCIPAIS OBRAS E 4TIVIDADES DE ENGENHARIA UTILI
ZADAS NA
.........................................
IMPLANTAÇHO DE EIXOS DE NAVECAÇBO EM ES-
TUARIOS 63
.................. 111.6.1) ~onsiderações qerais 63
..............e...............
111.6.2) Draqagem 64
I1I.6.3) Obras fixas ........................... 68
-
11164) Revestimentos
..~~~..~..~..~.....
para proteção de encostas
70
1 6 . 5 ) Dispositovs de apoio 5 navegaçaa ...... 73
IV) TIPOS DE APLICAC~ES E CASOS PRATICOS SOBRE
...................
A IMPLANTAC~O
DE SISTEMAS DE NAVECACKO EM EÇTUARIOS 76
f V . 1) DESCRICÃO MATEM~T~CA SUCINTA SOBRE O COWPORTAMENTO
ESTUARINO . APLICAÇÃD AO ESTUARIO DO POTEMGI
(RN) ............................................. 76
IV.1.1) ~qua~ões hidrodinâmicas básicas .......... 76
............. Iv.1.1.1) ~ ~ u a ~ de ã estado o
76
1~,1.1.2)
.............*............,....
~quagões de conservação de mas-
77
. I V 1.1.2.1) ~~uação da continui-
dade ............... 77

viii
1~.1.1.2.2) ~~ua$o ds distri
.............
buigão de variá-
veis 78
IV.1.1.3) Eqwaç&s de conservação da
quantidade de movimento (ou
equaç& s dinâmicas) .......... 79
I~~1.2) ~quações gerais dos processos de mistura
em estuários ....O...................... 81
IU,1,3) Exemplo da wkilizaç& de um modelo matemgtico
para estuários .................. 86
IV. 1.3.1) Fundamentos teórico s para a
ap licaGão da simulaqão ma temática
......................... 86
1~.1.3.2) ApJ.icaSão do modelo ao estuá-
......
rio de rio Patengi (RN) 89
1v.3) ANALISES EM MODELOS REDUZIDOS VISANDO A MELHORIA
DAS CONDIÇ~ES DE NAVECACÃO NO ESTU~RIO DE SAM-
TOS (SP) ....................................... 103

F I G U R A S
1 - Diagrama esquemático de classificação de estuários, atra -
vés dos parâmetros de circulação e estratif icação.
2 - condições típicas para o estuário altamente estratificado.
3 - condições tipicas para o estuário parcialmente misturado.
4 - condições típicas para o estuário bem misturado.
5 - condições típicas para o estuário bem misturado não-homogi
neo lateralmente, no hemisfério sul.
6 - ~loculação - arranjos típicos.
7 - Represzntação esquemática dos de sedimentação para
os estuários parcialmente misturados.
8 - Esquema geral representativo da distribuição e moviment=
ção de sedimentos em estuários e suas principais zonas de
deposição.
9 - caracterização genérica de um curso d'água completo,em per
f i1 e em planta.
10 - Cotagrama de dois cursos d'água distintos quaisquer.
11 - Representação esquedtica dos movimentos de embarcações.
12 - ~e~ressntação cjenérica da seção longitudinal de um navio.
14 - ~e~resenta~ão esquemática do ?rim1' da embarcação.
15 - Esquema geral sobre o dimensionamento da profundidade de
,"
canais de navegaçao.
16 - ~imensões tipicas para a obtenção da largura de canais
de

navegação.
17 - Croquis genérico de urna curva de canal de navegação,
18 - Exemplo de um navio de containers,
19 - Tipos de quebra-mares.
20 - Tipos de cais de paredes verticais.
21 - Piers abertos e cais com plataformas de alivio,
22 - Tipos de dolfins e sistemas de amarração.
23 - Exemplo de um descarregador conthuo de granéis sólidos.
24 - Exemplos de aplicação de traçadores na implantação de ca-
nais de navegação,
25 - Exemplo de utilização de diquss e espigGes.
26 - Exemplos de diferentes formas de revestimentos para prote-
W
çao de taludes.
27 - Exemplo de aplicação de obras de melhoramento para navega-
,& em estuários.
28 - Exemplo de balizamento de um trecho de via navegávd..
29 - Volume de controla, para obtenção das equações matemáticas
representativas do comportamento estuarino.
30 - ~acafita~ão do ~stu6ri.o do rio Potangi - ~ a t a l / ~ ~ ,
31 - Maregramas de curvas de corrente nas seçÕes SE-2 e SE-3 do
estuário do rio Potengi.
32 - €voluÇão temporal das cotas de fundo na seção SE-2 do es-
tuário da ria Potengi.
33 - ~volu~ão das cotas de fundo na seção SE93 do estuário do

io Potengi.
34 - Localização geográfica da Ilha das Onças (PA).
35 - ~ituação em planta dos levantamentos de marés e de corre2
tes na Ilha das Onças.
36 - ~nálise da estabilidade dos taludes de margem - situação
mais crítica - para o dimensionamento do canal de navega
ção da Ilha das Onças.
37 - ~imensõss do canal de navegação da Ilha das Onças.
38 - Sobrelarguras em trechos curvos do canal d~ navegação
Ilha das Onças.
39 - Esquema das operações de dragagem e de destocamento e
.*
raizamento, para a implantação do canal de navugaçao
Ilha das Onças.
40 - ~ocaliza~go geográfica do estuário de Santos (sP).
41 - Localização em planta dos pontos de medição de ondas
baía de Santos.
42 - ~e~resenta~ão de uma alternativa de projeto com obras
melhoramento na bala de Santos, para a situação de corren-
tes de enchente.
43 - Representação de uma alternativa de projeto com obras
melhoramento na baia do Santos, para a situação de corre2
tes de vazante.
44 - Lay-out da soluç~o indicada para a melhoria das condições
de navegaçgo do canal de acesso na baía de Santos.
45 - Canal de acesso do porto de ~tajaP(~~), em 1096,
46 - Lay-out geral do estuário do rio ~tajai-~~u, em 1983.
de

47 - ~ocalização em planta dos pontos de medições para o sstui
rio do rio 1tajai-A~U.
48 - ~ráfico da evoluç~o das dragagens efetuadas no porto de
1tajai.
49 - ~e~reçenta~ão esquemática dos termos de Coriolis.

Q U A D R O S
1 - Volume de assoreamento do canal de acesso na baía de Santos
(SP) sem a realização das abras de melhoramento indicadas.
2 - Volume de assoreamento do canal de acesso na baía de Santos
(ÇP) com a realização das obras de melhoramento indicadas.

Ao longo da história da Humanidade, os
maios de transportes em terra têm se desenvolvido desde o seu
inicio a partir da utilização direta de animais de carga, pas-
sando em etapas posteriores ao uso da carroça-de-boi, vs~culos
puxados a cavalo, e assim por diante, até chagarmos aos dias
de hoje, em que são empregados sistemas ferroviários modernos,
bem como possantes ve:culos a motor. Com relacso ao transporte
aquático (fluvial e marltimo), o homem possui ainda, virtual-
mente, o mesmo meio de transporte - a embarcação flutuante; a
mais antiga foi provavelmente uma canoa r6stica usada pelo ho-
mem primitivo por volta de quinze m i l anos atrás, no per:odo
~aleolitico; navios trafegavam ao longo do Mar Vermelho antes
das ~irhides serem construídas; embarcações navegavam no Mar
Mediterrâneo e Golfo ~érsico já em torno do ano 7.000 A.C. . A
história também registra que os chineses já faziam uso da bÚs-
sola antes mesmo do inicio da nossa era; com e19s os arabes
aprenderam a utilizá-la e revelaram-na aos europeus a partir
do século XII. É de se observar, também, a semelhança entre
juncos e balsas encontradas no Peru, no antigo Milo e no delta
do Mekong. Portanto, a partir da verif icaçáo de f lutuabilidade
da madeira, sob a forma rudimentar de tróncos, o homem teve
no curso de ggua, por menor que fosse, o caminho para os seus
deslocamentos. A história, assim, nos mostra que os rios navegáveis
e mares têm sido de gmnde importância no desenvolvimento de na -..
$;es e grupos de nacões; eles têm a funpão de elos ligando paz
r
soas e palses, promovendo um maior desenvolvimento e progresso
para as comunidades humanas.
A grande vantagem que os sistemas de na
vegação t&n sobre as outras modalidades de transporte 6 relati
va aos custos; o consumo de energia e trabalho por tonelada e
por é normalmente baixo, bem como os investimentos
e custos de manutenção; portanto, as obras de navegação corre-
tamente implantadas significam muito pouco em termos de custo
-
-

no sentido de garantir um amplo e m61tiplo aproveitamento dos
cursos de água, e o custo por da via gerada B, como
já dissemos, competitivo com as demais formas de transporte;
por exemplo, nos grandes aproveitamentos hidrel&ricos, a par-
cela ligada a transposição da desnivel corresponde somente a
aproximadamente 3 a 5 por cento do custo total do empreendimen
to, segundo ABREU LIMA (1). Outrossim, o fato de já
existir a via natural (por exemplo, a calha fluvial) pode ofe-
recer certas vantagens em termos de implantação da navegação e
minimizaç& de custos; no caso, por exemplo, de rios totalmen-
te naveg&eis, os investimentos de capital e custos de manuton
ção seriam bem baixos; no entanto, tais rios são uma exceção
e, na maior parte das vezes, a implantaião de uma via navagá-
vel vai impor a criação de atuações e obras de correção a se
rem localizadas em certos estirões do canal do navegação e emb -
cais adequados; os tipos principais de problemas que devem ser
considerados são os de definição e manutenção do canal de nave
gação com relação à profundidade e largura (problemas de ban-
cos de areia, corredeiras,instabilidade de margem do canal nati
ral, fechamento da entrada de acesso ao wrto, variaGões de njvel d'
gua, etc.), bem como o de estabilidade e segurança das embarca
çÕes (no que se refere as Fortes correntes, material flutuan-
te, etc.). ~orém, utilizando-se a vantagem (com relação a outros
sistemas de transporte) de já s e possuir a via navegável natu-
ral e procurando-se superar as desvantagens e problemas na i m
plantação da navegação na mesma (onde deve-se considerar os
aspectos relativos embarcação-tipo, apoio à navegaçao, bem
como melhorias da via navegável e conexões com outras modalida
des de transporte), pode-se fazer uso da navegação como um sis
#
tema de transporte eficiente e competitivo, promovendo benefi-
cios relativos a aspectos da segurança nacional, bem-estar e
progresso das populaçÕes.
*
Com relação aos estuários, eles sao ,
.*
por def inição, massas d' água serni-f achadas tendo uma conexao
-
-
-
-
-
-
-
-
-

livre com o mar aberto 5 dentro das quais a água do mar é modg
radamente dilulda com a água do rio proveniente do continente,
de acordo com PRITCHARD (76). O limite da extensão longitudinal
W
de um estuário é definida como a área onde a concentraçao de
cloro na água está abaixo de 0,017k. Os estuários são tambÉm,
W
devido a sua posiçao geográfica , diretamente influenciados pela
ação combinada do rio e das correntes dc maré, possuindo gradi
entes horizontais e verticais nas suas propriedades físicas,
e biolÓcjicas; estes gradientes estão sujeitos a gran
W
des variaçoes no tempo e no espaço. 12s estuários são caracteri-
zados, desta forma, por uma complexidade de fatores ambientais,
C*
em que suas condiçoes de temperatura, salinidade e turbidez são
distintamente não uniformes; representam também uma área de mui
to valor para as comunidades humanas, visto que uma grande paf
cela do desenvolvimento econômico, induçtria 1, comercia 1, resi
dencial, e de recreação do homem, caracterizando importantes
complexos urbanos, se localizam nas regiões estuarinas, devido,
W
principalmente, às suas águas férteis, porque sao um abrigo por
tuário natural contra as ações do mar (ondas, etc.), 9 pelo fa
to de representarem um elo de ligação (através da na ve gação )
unindo o mar ao continente, Como, portanto, as regiões estuari-
nas são áreas do grande complexidade ambienta1 e por isto mesmo
.v
também de grande fragilidade com relaçgo às açoes impactantes
geradas pelo homem, é imprescindível que qualquer tipo de atua-
ção neste ecossistema seja estudada com muito rigor e cautela
visando ao mesmo tempo manter a continuidade do progresso hmano
9 afetar ao mlnimo o meio-ambiente onde ele vive e do qual de-
pende.
O pressnte trabalho tsm por objetivo o
de estudar a implantação de sistemas de navegação em regiões e2
tuarinas considerando estas áreas como elos de ligação entre a
navegação interior e a marítima. Este representa um tema comple
-
xo e que ainda necessita de muitas pesquisas e desenvolvimento
W
de tecnologia que procure analisar a interaçao entre os ~arâm~
W
tros intervenientes nos sistemas de navegação em relaçao aos de
um estuário, No entanto, procuraremos desenvolver os principais
a çpectos de interesse (atividades e obras portuárias, inf luên
-
tia de parâmetros ambientais - como ventos, marés, correntes,
W
ondas, sedimentos, etc. - implantação de obras e atuaçoes de ec
-
-
-

Y
genharia - como diques, espigoes, dragagem, obras de proteção
de margem, sinalização e ba lizamento - e outros), dando maior
ênfase sobre a implantação de eixos de navegação em estuários,
N
inclusive com casos práticos de estudos e proposiçoo de so &
W
çoes; este é um assunto que julgamos ser de extrema significa-
$0 para o Brasil, pais de grande e potente rede potamográfica
e possuindo litoral com mais de 8.000 quilÔmetros de extensão.
f também importante ressaltar que o dimensionamento correto e a
utilizacão eficiente dos sistemas de navegação em estuários(lg
vando-se em consideração os aspectos técnicos, econÔmicos, sg
ciaiç e ecológicos do assunto) acarreta ,certamente, em economia
de transporte (o custo por da via gerada é mais bai
xo com relação 5s outras modalidades de transporte), maior de
LY LI
senvolvimento para a naçao, melhor utilizaçao dos recursos na
turais (aproveitamento da via navegável natural e
N
minimizaçao
de impactos ambientais nos estuários), bem como atende aos as
pectos de segurança nacional, promove a interligação do mar com
o continente e, enfim, atua como um fator polarizador do desec
volvimento de toda uma macroregiao , contribuindo para o progrez
so e melhoria do nível de vida das comunidades humanas que aí
uivem.
."
-
-

Historicamente, o termo estuário é conhe
cido como uma zona em que a água doce (do rio) e a salgada (do
mar) estão em processo de mistura; é também a parte do rio que
sofre a influência da ação das marés, De acordo com uma defini
-
ção moderna dada por PRITCHARD (76), um estuário é um corpo de
água semi-f echado tendo uma conexão livre com o mar aberto e
dentro do qual a água do mar é moderadamente diluida com a água
do rio proveniente do continente; esta def inigo ampla inclui
balas, estreitos, enseadas, fJords e lagoas. O estuário &o pg
de ser considerado como um sistema isolado; ele possui em sua
totalidade muitas partes em inter-dependência ; a diluição da
água do mar no estuário 6 variável, sendo influenciada pela c=
pacidads hldrica do rio; o movimento de água sob a ação de mg
rés e dos escoamentos fluviais é também bastante inter-relacionado
com o movimento de sedimentos no estuário; as suas condi -
çÕes de temperatura, salinidade e turbidez também são distinta -
mente não uniformes. Portanto, o estuário corresponde a um
meio ambiente extremamente instável e complexo, e que deve
sempre analisado com muita cautela,
ser
Os estuários têm sido de grande importân -
tia para as atividades humanas; dois terços das maiores cidades
do mundo estão situadas a estas áreas; isto se deve
principalmente, abundância de vida nos estuários, recreação,
protegão natural a embarcações, e à ação de receptor dos despe
jos domésticos e industriais. ~lém disso, em muitas regiões, os
ecossistemas estuarinos têm sido sujeitos atualmente a ações i- m
pactantes negativas provenientes das atividades humanas tais c2
mo a alteração dos escoamentos dos rios, dragagem dos estuários
e utilizagão de suas águas para dispersão de cargas concentrz
das de efluentes e resfriamento para indústrias; tais ações i'
pactantes tendem a se ampliar no futuro; é importante,portanto,
que o homem se conscientiae dessas consequências ecolÓgicas nz
gativas e procure atuar nos estuários de forma a minimizar os
impactos ambientais neles gerados,

A ciência de estuários comparada com a
ciência de rios e lagos de um lado e a de oceanos profundos de
outro, é, conforme já dissemos anteriormente, extremamente com
plexa; um grande número de conceitos diferentes estão envolvi
dos no comportamento estuarino; como exemplo, citamos a circula
$20 e os de mistura em estuários, que requerem uma ang
lise física e hidrodinâmica profunda; circulação e ~adrões de
mistura são difíceis tanto de se medir quanto de se analisar
porque eles não representam um estado estacionário, mas estão
sujeitos a variações incessantes em resposta às marés de vazac
te e de enchente, variações no escoamento de água doce, efeitos
variáveis de ventos, irregularidades na geometria do estuário,
e diferenças de densidade entre a água doce e a água salgada, O
estudo da hidrodinâmica de estuários deve levar em consideração
as equações básicas de estado, de conservação de massa e de con
ssrvação da quantidade de movimento; em gera1,as equações de e2
tado relacionam a massa especifica do fluido com a salinidade,
temperatura e pressão; as de conservação de massa podem ser rs
lativas a água (equação da continuidade) ou a constituintes em
suspensão (equação de distribuição de variáveis ou de balanço
salino ou de difusão); as equações de conservação da quantidade
de movimento são obtidas a partir da segunda Lei de Neuiton e
são normalmente expressas em três equações componentes indepec
dentes (numa análise tri-dimensional) em um sistema de coordena
-
das cartesiano. porém, devido a grande diversificação e varia-
lidade dos parâmetros intervenientes nos estudos estuarinos, o
que tornaria muito complexo e extenso o desenvolvimento matemi
tico do assunto (o que 6 visto de forma simplif icada no item IV.1
do presente trabalho), procuraremos, ao longo deste capitulo,
fazer uma análise geral dos estuários, dando ênfase ao entendi
-
mento físico de seus parâmetros de influência,
II,2) O MEIO AMBIENTE ESTUARINO
O estuário, devido à sua posição, sofre
a ação combinada dos ecossistemas fluviais e marítimos.~~ águas
#"
estuarinas, que possuem condiçoes do temperatura, salinidade e
turbidez variáveis, são caracterizadas por sua rapidez de res
posta às mudanças realizadas no seu meio ambiente; alas são noz
malmente ricas em nutrientes provenientes do continente que são
-
-

transportados para as águas costeiras, f ertilizando-as;as águas
dos estuários contêm, também, uma biota formado por seleção a-
biental, possuindo seres (animais e vegetais) representativos da
água doce e da água salgada; devido a variabilidade da diluição
da água do mar no estuário, os organismos que vivem em águas
estuarinas são adaptados a grandes mudanças em concentração de
sal e, em regiões temperadas, a grandes variações em temperati
ra
Portanto, o ecossistema estuarino* devi -
do 4 sua complexidade e variabilidade, possui uma grande riq*
za ecológica; um ecossistema estuarino saudável 6 muito mais
produtivo do que um ecossistema fluvial ou mesmo da que outros
ecossistemas maritimos; além disso os estuários, devido à sua
variabilidade ambiental, possuem certas espécies que podem a$
viver como residentes permanentes, espécies estas capazes de su -
portar pequenos períodos de condiçÕes extremas, tais como c-
tos mariscos ou outros moluscos de concha. Um grande número de
peixes marinhos importantes comercialmente são também nativos
dos estuários, cujo meio ambiente atua como região geradora ou
criadora para muitas espécies.
O influxo do rio fornece para o estuário
recursos primários de nutrientes, tais como nitratos e fosfatos,
que são mais concentrados nesta região do que no r ; estes nz
trientes são utilizados pelos planctons através da ação fotos
sintética da luz solar ; devido 5 mistura energética ,este procso
6 inteiramente realizado apesar dos níveis elevados de sedi
mentss em suspensão, que restringem a penetração de luz a uma
camada relativamente fina. A s concentrações de plancton podem
ser extremamente altas, e quando isto ocorre os níveis tróficos
da cadeia alimentar(p,ex. rnoluscas de concha e peixes jo~ens)~ê
um suprimento amplo de alimento. Estas concentrações elevadas
produzem também quantidades grandes de detritos orgânicos nos
sedimentos que podem ser utilizados pelas organismos de fundo
que se alimentam desse material, e que podem se espalhar na mas
sa d'água principal através da ação das marés. ~á também uma r2
laça0 grande entre os padrões de circulação em estuários e as
distribuiçÕes da fauna ; por exemplo, várias espécies de planc
ton peculiares aos estuários parecem restringir as suas distri
-
-

uições utilizando os padrões de circulação de água estuarinos.
Dentre os fatores do meio ambiente que
têm influência no comportamento estuarino, destacam-se a salini
dade, temperatura, processos sediment016~icos, marés, ondas,cor
rentes, escoamento "run-of f " proveniente do continente,a tuações
meteorológicas (ventos, gradientes de ~ressão, etc. ),topografia
do estuário, latitude, etc. Na realização de estudos de engenhz
ria em estua'rios (navegação, obras portuárias, etc.) deve-se
nalisar cada um dos fatores ambientai~, procurando-se detalhar
os de maior predominância de acordo com as particularidades 12
cais, fatores estes que devem ser considerados com muita cautz
la devido à sua influência na definição da fauna, flora e meio
ambiente estuarinos, bam corno de atuação nas obras de engenha -
ria a serem implantadas, e que podem, se analisados indevidamec
te, inviabilizar a empreendimento hidráulico e até mesmo faz;-
10 gerar, ao contrário do que se espera, malef ícios para o pr4
prio ser humano,
Devido 5 variabilidade de seus pa râm2
tros de influência, os estuários devem possuir padrões de clas
sif icação definidos que permitam uma melhor caracterização do
comportamento estuarino. Os esquemas de classificação de esturios
podem diferir de acordo com o critério a ser utilizado; no
presente trabalho procuraremos caracterizar os padrões de claz
sif icação mais importantes,que &o pela topografia, pela estru -
tura salina, e através do diagrama circulagão/estratif icação.
11.3.1) classificação pela To,poqrafia
Segundo a classificação topográfica, da
da por PRITCHARD ( 76 ), um estuário pode ser classificado em
três grupos pr incipa isr estuários de planl*cies co steiras,f jords
e lagoas,
Os estuários de planhies costeiras fg
ram formados devido elevação do nivel do mar inundando os v=

les de rios, As profundidades máximas nestes estuários dificil I
mente ultrapassam 30 metros,tendo em média uma profundidade de
10 metros; há também um aprofundamento e alargamento médios do
leito estuarino em direção à embocadura, o que pode ser altera -
do pela presença de posstveis pontos de sedimentago no leito
(ou baixios). O s estuários de ~lanicies costeiras &o normal me^
te orientados perpendicularmente 3 costz e também se caracterk
zam por um certo grau de sinuosidade do seu canal central, que
vai variar em função da velocidade de escoamento de água, da
concentração,e do grau de deposição dos sedimentos transporths
no estuário. tom relação ao processo de sedimentação nestes e2
tuários, nota-se também que em seus limites superiores há a - o
corrência de zonas de deposição de sedimentos de material coesL
vo (proveniente do continente), enquanto que em direção à embg
cadura vai aumentando a concentração de material arenoso(prg
veniente do mar), que penetram no estuário devido principalmen -
te aos movimentos de maré, inclusive com a poss~vel formação de
barras e deltas nas regiões práximas à embocadura estuarina.
Os estuários tipo fjords foram formdos
devido a erosão glacial de planicies costeiras pela pressão das
geleiras continentais que aprofundavam e alargavam os vales pré-
existentes, tornando as suas paredes muito ingremes, o que rg
sultou em seções em forma de U, Com o movimento das geleiras,
grandes barras rochosas (soleiras) foram formadas no final dos
vales existentes restringindo a penetração da água do mar, SE
leiras estas que podem ser bastante rasas (em torno & 40 a 150
metros) em comparação com a profundidade da bacia do fjord (em
torno de 800m), A circulação de água nestes est&rios normalme2
te ocorre somente numa camada acima das soleiras, sendo a área
inteira abaixo das soleiras formadas por água estagnada. A ocor
rência de fjords 6 normalmente restrita a latitudes altas em rg
giÕes montanhosas e, devido a isto, possuem geralmente fundos
rochosos, sendo o processo de depo si @o de sedimentos restringi
do à cabeça (parte alta) do f jord, onde penetram os principais
rios.
Os estuários tipo lagoas fopam formados
devido & elevação do nível do mar, da mesma forma do que os do

tipo planícies costeiras. No entanto,~ processo de formação das
lagoas se caracteriza pela ocorrência de barreiras de areia,
formadas devido a ação das ondas do mar; estas barras &o noz
malmente as barras de ponto de rebentação formadas onde as
das rebentam na praia, et para o seu processo de formação,
op
nor -
malmente só suportam pequenas amplitudes de maré e &o localizg
das em zonas de forte transporte de sedimentos. Desta forma, de
vido a este processo de deposição de sedimentos, as lagoas c02
teiras normalmente possuem profundidades de poucos metros; devi -
do também ?i sua variação de seção transversal, as velocidades
de corrente costumam ser mais elsvadas nas embocaduras ( se~ão
mais estreita), mas em regiões mais largas, em direção ao intg
rior das lagoas, essas velocidades diminuem consideravelmente,
Nestes tipos de estuários o processo de circulação é constante
com a profundidade e a estrutura salina normalmente mostra uma
ausência de estratificação, isto 8, a salinidade da água é conz
tante com a profundidade. As lagoas costeiras são,também, usual
mente localizadas paralelamente & costa e a sua estrutura di& -
mica vai depender do tipo de embocadura (lagoa obstruida, res
trita ou vazada ), ventos, escoamento run-of f proveniente do
continente, e da maré; elas são geralmente encontradas em áreas
tropicais ou em áreas com deposição costeira de sedimentos bas
tante desenvolvida,
11.3.2) ~lassificação através do diagrama ~irculação/~stratif icação
A classificação de estuários através do
diagrama ~ircula~ão/~stratificação foi desenvolvida por HANSEN
e RATTRAY ( 36 ); ela corresponde a uma classificação dinâmica
de estuários baseada em dois parâmetras adimensionais, a sabers
um par6metro de circulação u /u
s
isto é, a relação entre a
f'
locidade liquida de superficie e a velocidade de água doce;
v=
e
um parâmetro de estratif icação As/s~, isto é, a relação entre
a diferença de salinihde entre o fundo e a superficie e a sali
nidade média da seção transversal,
O diagrama esque&tico de classificação
6 mostrado na Figura (1).

FIGURA (1) - Diagrama esquernático de classificação de
estuários, através dos parârnatros de ci;
culação e eçtratifica~ão ( a partir de
HANSEN u RATTRAY (36)).
O estuário tipo 1, em geral, é represe2
tativo de lagoas costeiras, correspondendo a valores para o pa
râmetro de circulaç~o bem baixos; o escoamento resultante é noz
malmente em direção ao mar em qualquer profundidade do estuário
e o transporte salino em direção a montante 6 realizado prin
cipalmente por difusão. O estuário tipo 2 corresponde, de forma
geral, aos do tipo parcialmente misturado (pela classificação
de estrutura salina) ou do tipo de planlcies coeteiras (pela
classificação topográfica), em que o escoamento 6 reverso com
a profundidade e tanto o movimento de advecção(formado devido a
atuações meteorológicas, escoamento "run-off I' e a través da
velocidade induzida pelas marés) quanto o de difusão (devido a
-

velocidade induzida de turbulência) contribuem para o fluxo sg
lino na direção de montante, No estuário tipo 3 a transferência
de sal é predominantemente por advecção, caracterizando os e2
treitos e fjords, O tipo 4 corresponde ao estuário altamente es
-
tratificado (estuário tipo cunha salina), sendo caracterizado
por valores mais elevados do parâmetro de estratif icação.
11.3.3) ~lassif icação pela Estrutura Salina
A quantidade de água doce que um estui
rio recebe (proveniente da drenagem continental) e o grau em
que ela se mistura com a água salgada no estuário são de impor
tância capital no estabelecimento dos de circulação veL
tical do sistema. De acordo com este ponto de vista, os estuá
rios podem ser cla ssif icados como altamente estratif icados, paL
cialmente misturados e bem misturados,
11,3,3,1) ~stuários Altamente Estratif icados ou ~stuarios de
Cunha Salina
Um valor aproximado para o tipo de m i s
tura entre a água salgada e a doce de um dado estuário pode ser
estabelecida dividindo-se o volume de água doce que entra no
sistema durante o ciclo de maré pelo prisma de maré. Se o res-
tado 6 da ordem de 1 ou mais, o estuário é considerado como sen
do do tipo altamente estratificado (SIMMONS(~~ )),
O estuário altamente estratificada tem a
predominância da água doce sobre o escoamento de mar;, As águas
doce e salgada permanecem separadas; a cunha salina (fig.2) pe
netra no estuário até uma distância que é função da profundida -
de, largura, topografia de fundo, escoamento de água doce e
f erenças de densidade. O sstuária altamente estratif icado é
dq
ca -
racterizado por correntes rápidas de fundo e de superfhie e
uma difusão relativamente pequena das camadas de água salgada
inferiores dentro das camadas de água doce superiores; devido à
velocidade de cizalhamento ao longo da interface entre a água
doce e a água salgada, uma camada fina no topo da superf hie da
-
-
-
-

cunha salina será arrastada em direção ao mar; quando este cizg
lhamento 6 suficientemente intenso formam-se onda s,que rebentam
na interface e, então,a água salgada penetra no volume de água
doce; este processo 6 chamado de arrastamento ("entrainment").
p i";
s (0/00)
--- (2) - \
-... ... ...a*
-e.
-&'(2 )
( I 1
t'IGURA (2) - ~ondi~ões tipicas para o estuário
altamente estratif icado.
Com relação ao comprimento de penetração
da cunha salina, a sua dependência com a profundidade do sstu&o
é um dos fatores de grande importância. Qualquer aprofundamento
de canal em regiões estuarinas para fins de navegação irá afe -
tar a distribuição salina a montante, e, portanto, mudanças pg
quenas na profundidade do canal podem gerar variações grandes
no comprimento de intrusão salina.
De uma forma geral, nos estuários alta -
mente estratificados o escoamento d'água na direção de montante
ocorre sob a cunha salina durante a maré de enchente, enquanto
que o escoamento para jusante ocorre na camada de água acima da
cunha. No entanto, durante a maré de vazante, o escoamento na
cunha pode se inverter e a corrente ter o sentido predominante
em direção ao mar em qualquer profundidade do estuário.
~stuários Parcialmente Misturados
R cunha salina simples, que vai geralrnez
te existir no caso de um estuário altamente estratificado, tor-

na-se um fenômeno mais complexo para o caso de um estuário par
cialmente misturado, Normalmente, o sistema de correntes vai de
-
pender principalmente de fatores comor ação da mar8 causando fli
tuação nos niveis d 'água ; diferenças de densidade; correntes do
rio; geometria do estuário, causando remoinhos e contra-corren-
tes; alteração das correntes devido 5 forçc., de Coriolis; e ação
de ondas, incluindo o transporte de massa pelas ondas, Com a
atuação mais influente das marés, os comp~nentes globais do e2
kuário irão oscilar, caracterizando o tipo parcialmente mistura
-
do
Nos estuários parcialmente misturados a
proporpão da descarga de água doce com relação ao prisma de ma-
ré está normalmente em torno de 0.2 a 0.5. A interface entre a
água mais doce e a água mais salgada já não é tão claramente de
f inida como no tipo altamente estratif icado devido principalmen
te 5 mistura mais eficiente entre :-. Zgua doce e a salgada. ~lém
disso, a superf4cie de salinidade aumenta, também, de forma mui
to mais estável de montantepara jusante do estuário, conforme
pode-se verificar pela comparação entre a Figura (2) e a Figura
(3 I*
Nos estuários parcialmente misturados a
troca verticol de água salgada com água doce se realiza basica
-
mente através de movimentos de difusão, possuindo, desta forma,
conforme já foi dito, uma estrutura salina diferente da do tipo
altamente estratificado, como está mostrado na Figura (3),
ISOHALINAS
FIGURA (3) - condições tipicas para o eçtui
rio parcialmente misturado.
-

Devido 6 relação entre a amplitude e cor
rentes de maré e a salinidade no estuário parcialmente mistura
-
do, e de acordo com uma determinada profundidade e geometria do
estuário, torna-se possível a penetração da onda de maré que,
refletida da extremidade de montante e retomando à embocadura
do estuário em um tempo igual a um harmônico do período de maré,
pode gerar ressonância no sistem a partir de sua interação com
a onda incidente subsequente, Um outro f enÔmeno também passível
de ocorrer em estuários é o da paroroca, que corresponde a uma
intumescência do nfvel d'água, com uma elevação da altura e da
esbeltez da onda de maré, devido a variações locais em profundi
dade e largura no estuário.
11.3~3.3) ~stuários Bem Misturados
Nos estuários bem misturados as forças
de maré predominam sobre o influxo de água doce de tal forma
que as águi3rs salgada e doce são razoavelmente bem misturadas ao
longo da vertical. Nestes estuários a proporção da descarga de
água doce com relago ao prisma de maré é normalmente da ordem
de 0.1 ou menos (SIMMONS( 84)), e as correntes também mudam de
sentido com a fase da maré ao longo do estuário,
Os estuários bem misturados vão normal -
mente existir quando a sego transversal de escoamento 6 peque
na, fazendo com que a velocidade de cizalhamento no fundo possa
ter magnitude suficiente para misturar completamente a coluna
d'água e fazer com que o estuário se torne verticalmente homogi
neo. Devido ao fato de não existir gradiente vertical de salin&
dade, não há também fluxo vertical salino e o processo de mistz
ra ocorre predominantemente na direção horizontal, conforme 6
mostrado na Figura (4). Restes tipos de estuário a salinidade
aumenta igualmente em direção à embocadura e o escoamento médio
é em direção ao mar em qualquer seção transversal do estuário;
isto deveria gerar uma tendência de carreamento de volume sali
no para fora do estuário, o que ngo ocorre devido a um balanço
realizado através de troca salina turbulenta (movimento de difu
-
são turbulenta) que está associada ao efeito de escoamento de
maré devido a irregularidades de topografia e esforços de cio
-

Ihamento de funda.
ISOHALINAS
(1
ENCHE
FIGURA (4) - condições típicas para o estui
rio bem misturado.
.*
Quando os estuários bem misturados sao
suficientemente largos, o escoamanto, devido força de Corio-
lis, vai ser separado horizontalmente, tornando-se um escoame5
to nao homogêneo lateralmente. Devido a isto, vai acorrer um es-
coamento resultante em direção ao mar ao longo de todas as prg
fundidades do lado esquerda (observando-se o escoamento de ju-
santa para montante) no hemisfério sul, e o escoaisnto de com
pensação em direção ao continente ocorrerá pelo lado direito do
estuário, conforme pode-se observar pela Figura (5)
I SOHALINAS
d - LADO DIREITO DA SEÇAO TRANSVERSAL
e - LADO ESQUERDO DA SEÇAO TRANSVERSAL
I
FIGURA (5) - ~ ~ n d i ~ õtipicas e s para o estuário bem
misturado não-homogêneo lateralmente,
no hemisfério sul.

Com relação a caracterização adequada
dos tipos de estuários, ela vai ter uma variação temporal e e2
pa c ial ao longo do estirão estuarino, dependendo, principalmente,
de acordo com a classificação pela estrutura salina, da rela
$0 entre o escoamento fluvial (água doce) e o de maré ( água
salgada). próximo cabeça do estuário, onde a salinidade e a
amplitude de maré são reduzidas, há uma predominância da vazão
fluvial, com a formação de uma cunha salina e a caracterização,
desta forma, do estuário tipo altamente estratificado; já, no
entanto, em regiões do estirão estuarino mais a jusante pode h%
ver uma maior influência da maré, o que pode gerar a formagão
de um estuário parcialmente misturado. Com relaçãa a variação
temporal ela vai ser função da estação do ano, pois z vazão
de água fluvial (LiR) a ser considerada nos estudos estuarinos
vai variar de acordo com a distribuição pluviométrica anual,
promovendo, destarte, uma variação nos tipos de estuários.
O problema de poluição em estuários se
relaciona com a distribuição temporal e espacial de contaminan
tes introduzidos no estuário e com os seus efeitos na qualidade
da água. A análise dos efeitos da poluição é importante na prc
visão do grau de tratamento e das quantidades de despejos muni -
cipais e industriais que podem ser tolerados pelo sistema de
circulação natural de um estuário.
Uma análise cuidadosa das características
do estuário é de grande importância na previsão da distribuição
de efluentes descarregados neste ecossistema. Se um poluente
conservativo não bio-degradável é descarregado a uma taxa conz
tante em um estuário, a concentração do ef luente na água vai v2
riar com a velocidade da corrente da maré, e vai se espalhar na
massa d @água através da mistura turbulenta, possuindo uma
centração mais elevada ao ponto de descarga. A s
COE
condi -
çÕes de distribuição do efluente vão depender grandemente se a
descarga é de um liquido denso ou leve e se a descarga é reali -
zada em camadas superiores ou inferiores da massa deágua; para
obter-se, por exemplo, a diluição máxima inicial deveria-se de2
-

carregar um efluente leve ao fundo do estuário, de foz
ma que ele se misturaria rapidamente 6 medida que subisse, Para
poluentes não conserva tivos, tais como bactérias coliformes prg
venientes dos despejos dom6sticos, a previsão se torna mais di
f ícil; a população de bactérias morre progressivamente através
da ação da luz solar, e concentrações do poluente diminuem com
o tempo assim como pela diluição,
O material em suspensão em estuários prz
vem de diversas origens$ rios, atmosfera, escoamentos de encosta
("run-offN),erorão costeira, erosão de fundo do mar, organismos e
descargas de esgotos em forma particular. Os poluentes inter;
gem cem a matéria em suspensão; a interação depende grandemente
das condições das regiões 5s part!kulas,bem comoda natl
reza das particulas e dos poluentes envolvidos, 0s possiveis
efeitos danosos de poluentes esgo muito relacionados com os
seus graus de acumulação, tanto através da absorção das
las, quanto a outros processos de acumulapão quimicos ou sedi
mentares, ou através da acumulagão biológica, A matéria em sus
pensão desempenha função importante em grande parte dos proces
sos inorgânicos, mas pode representar também um elemento de ic
fluência na acumulação biológica. De acordo com estudos realizados
por DUINKER(~~ ), ODUM, WOODWELL, WUSTER(~~ ), e TUREKIAN
(90 ), a partir do desenvolvimento de técnicas analíticas sobre
o assunto, observou-se que o material em suspensão é também um
transportador importante de poluentes inorgânicos e orgânicos,
e deve ser analisado cuidadosamente nos estudos de poluição
em estuários,
A interação entre poluentes, partículas
em suspensão, sedimentos de fundo, organismos e a água é especk
almente forte onde existem gradientes altos nas condições tquirn~
cas e físico-quimicas do meio ambiente, como é o caso dos estug
rios; estas são tipicamente áreas de transição onde a água doce
proveniente do continente - com um conteúdo muito baixo de sal
estimado em torno de 0.12% (de acordo com LIVINGÇTONE(~~ ))- se
mistura com a água do mar - de aproximadamente 357&de salinida
de, Os estuários são, desta forma, sistems complexos devido
aos gradientes altos e variáveis, e também às suas frequentes

águas rasas (que implicam a uma influência forte do fundo), e à
sua excepcional atividade biológica; o material em suspensão em
estuários é, portanto, muito influenciado por estas condições,
que podem gerar modificações em sua campo sição e em suas caractz
risticas f bicas,
Nos Últimos anos, os problemas de quali -
dade de água e têm sido aumentados devido principalme2
te aos efeitos do crescimento de populaç~o e industrialização
promovidos pelo homem, A poluição tem frequentemente fechado
praias e áreas de pesca, tem diretamente ma tado a vida aquática
estuarina, e tem danificado áreas de criação (desova) de peixes
estuarinos e oceânicos, Os 5 qualidade da água podem
ser de três tipos principais3
1 - Aqueles diretamente danosos ?i vida aquática, aos hg
mens, ou a ambos, produzidos por certos tipos perigosos de bac
térias ou produtos qu~micos (~or exemplo, lons da metais pesz
dos) ;
2 - Aqueles que em excesso reduzem a concentração de oxA
gênio dissolvido (componentes carbonados e nitrogenados);
3 - Aqueles em que h6 o excesso de nutrientes na água
(componentes inorg$nicos de nitrogênio e fósforo), que estimula
o crescimento dealgas, promovendo o processo que é conhecido
como eutrof icação.
Os poluentes cobrem uma quantidade graz
de de substânciass produtos quhicos orgânicos e in~r~ânicos,
tróleo, esgotos das cidades, efluentes de indústrias, e
tos radioativos, Normalmente eles são introduzidos nos
eleme2
estuá -
rios através dos rios, mares, descargas diretas e através
atmosfera.
da
Os constituintes de poluição que têm r2
cebido uma maior atenção são os materiais orgânicos que
consomem oxigênio dissolvido (a través da degradação bacteriana),
lons metálicos provenientes tanto da drenagem natural quanto de

despejos industriais, nutrientes usados pelas plantas aquát&
cas, materiais finos em suspensão, a bactérias indesejáveis dos
esgotos domésticos. I! importante que se procure minimizar o 6
&eitos desfavoráveis provenientes das descargas poluidoras, o
que pode ser Peito através do desvio dos escoamentos de esgotos,
por exemplo, para outros locais de descarga fora do estuário,ou
através do tratamento desse material poluente, No caso dos c02
postos de nitrogênio e fssforo, por exemplo, eles podem ser rg
movidos substancialmente através de um tratamento adequado do
sfluente a ser lançado no estuário; eles podem ser at8 mesmo
benéficos desde que lançados no corpo receptor do ef luente em
concentrações próprias. Com relação a determinação do grau de
poluição em estuários, um método eficiente é a utilização de
traçadores; a tintura de sedimentos foi testada no passado, ma%
a partir da metade da década de 1950, de acordo com o 200 PIANC
( 7 l), foram desenvolvidos dois métodos novos utilizando traça
dores na determinação do controle de poluição em águas costeL
ra s (principalmente para o tranoporte de sedimentos) identif i c a ~
do os sedimentos poluidores com um material fluorescente ou r2
dioativo; ambas as técnicas envolvem a medição da radiação- uma
no espectro visivel e a outra em comprimentos de onda muito pe
quenos; a primeira requer a sua excitação através,por exemplo,
da energia de luz ultravioleta de comprimento d3 onda aproprio -
do, enquanto que 1 s~gunda 6 auto-znergizoda, isto é radioativa.
11.5) O PROCESSO SEDIMENTOL~GICO EM ESTUAR 10s
O processo sedimentol6gico corresponde a
um dos parâmetros de maior importância para os estudos de estu3
rios. As entradas s perdas de material em suspensão em águas e2
tuaripas correspondem a um processo complexo e variado, A COE
plexidade do sistema vai variar de uma localidade para outra de
vido 2s influências diferentes de fatores como profundidade,
feitos de ondas, distância 8 linha de costa e outros, t, portan
-
to, de grande interesse para os problemas de engenharia em es
tuários a análise correta de seu processo sedimentolÓgico, prg
curando-se determinar a localização dos bancos de areia(baixios)
e a quantidade de sedimentos ai depositada,
As possíveis fontes de sedimentos em
e2

tuárias podem ser$ erosão de terras trazidas por rios; despejo
de esgotos dom6sticos e industriais; corrente litorânea; erosão
de dunas costeiras pelo vento; retorno de material dragado; e
decomposição e excretas de plantas e animais que vivem neste 2
cossistema (produção biológica), Destarte, para se analisar o
movimento de sedimentos em um estuário 6 necessário que se pos
sua informações detalhadas de suas caracter~sticas fisicas, geg
lógicas e biológicas. Com relação as áreas de contribuição de
material em suspensão para os estuários, as áreas continentais
são normalmente mais importantes do que ãs maritimas, isto devi
-
do ao fato de que existe uma inter-relação complexa entre os
seus fatores ambientais que determina e controla a taxa e o v2
lume de sedimentos em suspensão introduzidos nos estuários; re
lativamente aos rios, os fatores que afetam o suprimento dos se
dimentos em suspensão para o estuário provenientes das terras
continentais sãos a natureza, a quantidade e a intensidade de
precipitação; a orientação, o comprimento e a inclinação das e2
costas; a geologia e os tipos de solos; o uso da terra; as c02
dições e a densidade dos sistemas de canais de drenagem; e eflu -
entes de esgotos domésticos e industriais, O s depósitos de sedi
mentos em estuários, desta forma, consistem de várias ProPoL
çÕes de areias, siltes, argilas e matéria orgânica; areias mais
grossas são frequentemente encontradas mais ao mar, 02
de a ação das ondas e correntes residuais removem as frações fi
nas de material, enquanto que areias finas, siltes, argilas e
ma ter ia orgânica são normalmente encontrados nas regiões supg
riores do estuário próximas do limite de intrusão salina das mg
rés medias.
O s baixios e barras são formações exis -
tentes em estuários e que, na natureza, estão sempre em estado
de equilibrio dinâmico ; a caracterização correta desses elemel
tos 6 importante principalmente nos estudos de implantação da
navegação em estuários. Com relação à movimentação de sedimen
tos, concentrações altas de material podem penetrar nos estuá -
rios tanto através de rios quanto através do mar pelo escoamefi
to de marés; os sedimentos podem se depositar nos baixios dura2
te os períodos de águas doces relativamente baixas e serem car
reados em direção ao mar durante os periodos de descargas flu
-
-

viais relativamente altas, Com relação aos padrões de circula -
$0 de correntes em estuários, há uma diferença significativa
entre as amplitudes das flutuações de velocidades de maré de SE
perf icie e de fundo, e a direção de corrente média em um per&
do completo de maré é na direção do continente (enchente) no
fundo e na direção do mar (vazante) na superfície do estuário.
O escoamento residual em direção ao continente na camada de fun
do vai diminuindo em intensidade 2 medida em que se aproxima da
cabeça (extrsmicbde de montante) da intrusão salina no estuário;
nas proximidades desta região haverá um ponto de velocidade ni
la a partir do qual as velocidades de fundo passarão a se diri
gir ao mar; neste ponto de velocidades de fundo nulas h6 a te:
dência de ocorrer, devido ao processo de fleculação, a deposi
ção de sedimentos, com a formação de baixios, e a existência de
uma zona de turbidez máxima causada pelo material em suspensão
participante da circulação de água estuarina.
A floculação é um processo complexo e é
normalmente frequente em estuários e também responsável em gra;
de parte pela acumulação de sedimentos na formação dos baixios.
~6 que os materiais coesivos formam uma parte considerável do
material que se movimer?ta em um estuário, os sedimentos flocu-
dos consistem principalmente de misturas de silte e argila. Os
minerais de argila tais como ilita, kaolinita, montrnorilonita,
etc., que derivam na maior parte das vezes de reações quimicas
de intemperismo de rochas, são compostos normalmente por silicz
tos hidratados de ferro, alumínio e magnésio e podem também ser
misturados com matéria orgânica eletroquimicamente carregada
proveniente de efluentes industriais e domésticos; a floculaç~o dg
pende da distribuição dos vários componentes em um sedimento e,
-

por tanto, para combinações diferentes de
tlculas, obtnrn-se tg
xas de floculaç~o difersntss. Na Figura (6) a seguir são mostrados
arranjos thicos, tamanhos e gruoos de flocos.
r- --
- --
par tfcula grupo de depósito
individual f individuais
locas
de
de argila fundo
FIGURA (6) - ~loculação - Arranjos tipicos (a par
tir de Mc DOWELL a O'COMNOR (54)).
No processo de floculação as forças ele-
tro-quhicas, que são as responsáveis pela produGão dos flocos,
são tanto maiores em funçao de quanto menores forem os tamanhos
das particulas em suspensão no estuário. A floculapão também de-
pende da presença de eletrólitos principalmente o cloreto de sk
dio, cujos íons tom a função de neutralizar as cargas nas parti-
culas reduzindo, desta forma, as forças normais de repulsão e2
tre elas. Ainda no processo de floculação, a turbulência do esc$
amento também tem grande influência no processo de formação dos
flocos; somando-se a isto, a frequ6ncia de colisão das particu-
las aumenta o crescimento dos flocos, o que nos mostra que a flg
culação também 6 altamente dependente da concentrat;ão do mate-
rial em suspensão.
Os de sedimentaqão em estuários
acarretam normalmente na formação de baixios. Mo caso dos estud-
rios tipo altamente estratificãdo a acumulação principal ocorre
nas extremidades da cunha salina, onde as águas doce e salgada
têm a sua colisão mais forte. J& nos estuários tipo parcialnante
misturado e bem misturado a s zenas de deposição de sedirne nto s
estão relaci~nadas com a turbidez máxima) esta é uma zona
em que as concentra~Ões
dos sedimentos em suspensão são ma is
elevadas do que todas as regiões, a montante ou a jusante, ex-

ternas a ela; é também uma região que se localiza 2 c5
beça da intrusão salina e que altsra a sua posir$o de acordo
com as variações das descargas fluviais. A zona de turbidez má -
xima é mantida pela circulação estuarina média formando um si2
tema semi-fechado, conforme 6 mostrado na Figura (7).
L.
- -
BAIXIO 1
i
SEDIM. COESIVOS,
MAT ORG., ETC.
. .
I
I
I
I
ZONA DE
- - - - -. - I
TUREIDEZ MÁXIMA , I
ESTIRAO ESTUARINO í krn
--
OCEANO
---;pi-==
DELTA - PRÓX. A REGIAO DE
EMBOCADURA DO RIO (AREIA)
FIGURA (7) - ~epresenta~ão eçquemática dos padrões de sedirnoz
tação para os estuários parcialmente misturados.
De acordo com o que é representado na
Figura (7), nos estuários parcialmente misturados os sedimentos
em suspenGo provenientes do continente são retidos no estuário
devido ao processo de f loculag~o/def loculação com a consequente
formação de baixios; esses sedimentos somente atingem o mar com

mais f requência nos psrlodos de "run-off " extromos, que ocorrom
C*
normalment3 nas épocas chuvosas. Quanto à localizaçao dos bai
xios, que fica na zona da turbidez máxima, ela 6 variável de
acordo principalmente com o ciclo de mar; e com a vazão fluvial
(qR -
,9 zona do turbidsz máxima está na faixa
de 4 a 8%0 e quando a salinidads da água está dentro deste i-
t~rvalo ocorre o proccsso de f loculaç~o das partlculas em sus
N
pensa" na água, devido 5s proprisdad9s sletr~-~uhicas diferen
tes entre a água do mar e a água do rio, conforme já explicado
antsriormente; os f locos já formados irão em média afundar ao
mesmo tempo em que são carreadoç pela corrento de vazante em di
.c)
reçao ao mar; ao atingirem a região de fundo do estuário,os flg
N
cos serao carreados de volta para a direção do continente atrg
vis da corrente de enchente até a zona de 4 a 8$0, onde eles
irão def locular devido 5 tu~bulência, formando uma região de
turbider elevada (tona de turbidez máxima), como 6 representado
na Figura (7). Portanto, as partkulas em suspunsão formam um
ciclo semi-fechado e contho ds movimento ao longo do estuário.
Com relação aos sedimentos de granuloms
tria mais grossa (principalmente areia), eles são depositados
normalmente 5s embocaduras dos rios, retidos nessas r2
giões estuarinas pelos sodimentos da maré de vazante e pela c02
rente litorânea, formando as barras e deltas, como é mostrado
Y
na Figura (7). 0 material de fundo dos estuários 6 formado nao
só pela contribuição de sedimentos oriundos do continente, mas
tambgm pelas areias provenientes do m a r , que aí penetram devido
ao sistema de circulação estuarino. Na Figura (8)está desenhado
esquematicamente, em planta, o lay-out geral de um estuário mos
-
-

trando a distribuição e movimentação de sedimentos e as sua s
principais zonas de deposição.
FIGURA (8) - Esquema geral representativo da distribuição
e movimentação de sedimentos em estuários e
suas principais zonas de deposição.

~ambém com relação ao processo sedímen
tológico em estuários, 6 importante ressaltar que o comprimento
de penetração da água do mar nessas áreas depende de uma série
de fatores tais como díf erenças de densidade, largura, batime
tria, esooamento do rio, viscosidade da água, etc.; dentre e=
tes fatores, o de maior si~nificação é a profundidade,visto que
qualquer aprof undamento de um canal em regiões estuarinas, por
exemplo para fins de navegação, o que é usualmente feito atra -
vés de dragagem do material de fundo, ir6 afetar a distribuição
de salinidade a montante deste aprofundamento e, portanto, pe
quenas mudanças na profundidade do canal irão resultar em um
grande aumento do comprimento de intruso salina; o processo de
mistura p~la difusão e escoamento turbulento e qualquer parada
de movimentação da água causama deposição do material em sus
pensão, o que ocorre, conforme já foi explicado, devido ao prg
cesso de flocula~ão, em que pequenas partlculas individuais se
juntam e transformam-se em partkulas maiores e mais pesadas.
Desta forma, deve-se realizar o processo de dragagem para o
aprofundamento de canais de forma criteriosa, já que isto pode
ria ter um efeito adverso em estuários, e que,contrariamente ao
que se espera, poderá aumentar a entrada de material em suspez
são na região devido ao aumento do prisma de maré, e incremec
tando, portanto, o processo de siltação devido à floculaç~o. No
entanto, a realização da dragagem de forma adequada, com planz
jamento e sem excessos, 6 um fator de grande importância e i2
preçcindlvel na maioria das obras de engenharia em estuários. A
dragagem, por exemplo, pode ser feita movendo-se a draga de uma
seção para outra; para esta transferência, pode-se utilizar sis
-
temas de paredes guias e alçapões sedimentolÓgicos, promovendo,
desta maneira, a retenção do material a ser dragado; pode-se tam
bém utilizar traçadores nos estudos sobre a movimentação de SE
dimentos, que serão importantes tanto na determinação do mecz
nismo de siltação em estuários quanto para um planejamento cor
reto dos trabalhos de dragagem.

Desde os primÓrdios da civilização humâ -
na os cursos d'água representaram um fator de catalização de nos
sas comunidades,visto ser a água uma substância fundamental para
a vida do homem. A civilização humana normalmente se desenvolveu
a essas áreas; por exemplo, desde 100,000 anos atrás,
já na Idade da Pedra, descobertas arqueolÓgicas provam que
grupamentos humanos já se distribufam ao longo dos eixos
os
flu -
viais e regiões estuarinas; por volta de 3.400 A.C., os egk
cios mostravam utilizar de forma ef icients as águas do Nilo, in
clusive aproveitando-o para navegação, que se tornou cada vez
mais relevante com o dzsenvolvimento econômico das
deste perfodo da ~istória; Dario, "O Grande", entre 520 e 510
A.C., promoveu a construGão de um canal que unia o Mar Vrrmelho
ao Nilo visando também a implantação da navegação nesta área,
mas com fins claramente militares; nos primeiros anos
cristã foram grandes as atividades ligadas à navegação;
da era
na Ida -
ds ~6di.a vários canais foram implantados com o objetivo de i2
crementar o transpor te em bacias fluviais como na ~Ússia,fndia,
1tália e outros com relação às civilizações orientais,
mostrou-se também sor muito proeminente a utilização de rios e
regiões estuarinas com o de navegação, o que, Por
exsmplo, já ocorre desde o terceiro s~culo A.C. na China. Desta
forma, ao longo de toda a história da humanidade a navegação
esteve sempre presente, contribuindo para a ligação entre os po
vos, bem-estar de comunidades, proteção de fronteiras e, portal!
to, para o desenvolvimento e progresso sócio-econômico de rg
A importância da utilização de vias nave
gáveis como meio de transporte eficiente da uma área se dá prin
cipalmente pelo seu custo mais reduzido; o cUnsumo de energia e
mão-de-obra por tonelada/qullÔmetro é normalmente mais baixo,
bem como os investimentos e custos de manutenção, o que tende a
gerar um grande estímulo para a economia regional em termos de
transporte de cargas e passageiros, novos desenvolvimentos de
-
-

mineração, implantaGão de indústrias em áreas antes desfavorá -
veis economicamente devido ao mais elevado custo do transporte
rodoviário E? ferroviário,et~~. De acordo com KUIPER ( 47),a for-
ça para mover uma carga de l(uma) tonelada por hidrovia é cerca
de 10 vezes menor do que se oste mesmo carregamento fosse transpoy
tado através de uma linha férrea, A via navegável, desta forma,
normalmente promove a redução do custo de carga e descarga; mg
lhora as possibilidades de estocagem ou de espera, face ao bai
xo curto proveniente da imobilização de unidades não motoriza-
das (como no sistema de barcaças); possibilita uma melhor abso;
ção dos piques e das irregularidades de tráfego; atenua as COE
sequências da interrupção dos outros meios de transporte; e,po~
tanto, faz com que se realize um sistema de transporte mais fa
vorável,
De uma forma geral, um curso daágua se
caracteriza por diferentes zonas ao longo de seu perfil longitu
dinal, zonas estas que são distintas em seu aspecto hidráulico,
morfol~gico e sedimentolÓgico. Em seu trecho superior, chamado
de "juventude", existem fortes declividades longitudinais, gran
de fretquência de acidentes (como corredeiras e quedas d'água) e
um regime hidráulico muit~ turbulento e irregular; em seu tre
cho médio, chamado de "maturidade", já se verifica um maior e
quilibrio morfológico e sedirnentolÓgico do rio e a formação do
chamado "cone de dejeçãoM no seu extremo de montante, que é uma
região de deposição de sedimentos vindos do trecho de juventude
e que são decantados por efeito de diminuição da declividade e
da velocidade de corrente do rio; finalmente em seu trecho infe
rior, chamado de "velhice", as declividades são menores ainda e
as vazões fluviais são bem maiores; nesta zona, que eng 10 bo
também a região meindri.cn s o 2stuário, as águas são mais tk
bidas e com forte transporte sólido em suspensão (siltes, argi
las, matéria orgânica fina dos esgotos domésticos, materiais m i
nerais provenientes de áreas irrigadas com adubos qulmicos e
fertilizantes, despejos industriais, etc, ), A Figura (9) mostra
a caracterização gengrica de um curso d'água em perf i1 e em
planta com a representação dos diferentes trechos do rio,
-
-
-

COTAS í m)
b
Yn
AFLUENTES
I
CONE DE
DE JEÇÃO
1
I I
I
I
I
I
1 TRECHO
I
I
I
+
CURSO D'A~UA PRINCIPAL
I
I EMBOCADURA 1
I
~ESTIRZ\O FLUVIAL (Km) i I
I I I
I
I I
I
I
I
I
I
I
I
I
I I I
TRECHO - TRECHO I I
MÉDIO INFE R IOR I
I I I
("MATURIDADE" ) I ("VELHICE") I I
I
I
I I I-_
ESTUARIO I I
I -I
I
Figura (9) - ~aracteriza~ão de um curso
d'água completo, em perfil e em plan
ta.
-
I

~evido ao fato das caracteristicas hi
dráulicas, morfolÓgicas e sediment016~icas do rio variarem ao
longo de seu perfil longitudinal, as obras e atuações de enge
nharia visando a implantação de sistemas ds navsgação neste cur
so d'água também irão diferir umas das outras de acordo com o
trecho fluvial (superior, médio ou inferior) a ser analisado,
No sou trecho de juventude, em que as declividades são fortes e
o escoamento d'água 6 bastante energético, costuma-se realizar
obras como barragens eclusadas (para as embarcaçÕss vencer em os
desniveis existentes), canais de partilha (visando a transpos&
ção de vazões de uma bacia hidrográfica para outra), passos de
navegação, canais artificiais, diques longitudinais de conte5
ção do escoamento, etc,; no trecho de maturidade do rio, normal
mente constroem-SE barragens eclusa das, obras de proteção de
margem, diques longitudinais, espigÕes, canais artificiais, sg
leiras, etc.; no trecho de velhice do curso dlágua deve-se prg
curar alterar ao mínimo a calha fluvial, visto ser esta uma r2
gião de grande instabilidade morfo-sedimentológica; aí implan
tam-se obras hidráulicas principalmente de ~roteção de marggcomo
diques e espigões. ~lém disso, em todos os trechos fluviais é
necessário a utilização de atuaçõzs de conservação e manutenção
do eixo de navegação como dcrrocamentos e dragagem, bem como
dispositivos de apoio à navegação (balizamento e sinalização).
Procuraremos enfocar o presente capítulo na abordagem sobre a
C1
implantação de sistemas de navegaçao, porém procurando enf atizar
o nosso estudo às regiões estuarinas. Os estuários, conforme ja
foi explicado no capítulo I1 deste trabalho, são limitados por
uma extremidade fluvial e outra marítima; a zona limitrofe f$
via1 possui salinidade da água de aproximadamente 0,12/óo ,de acor
do com LIVINGSTONE (51), enquanto que a fronteira estuarina
com a Ggua do mar possui uma salinidade de cerca de 35%. Desta
forma, os estuários correspondum a uma zona de transição dos es
coamentos fluviais provenientes do continente (com a influência
dos sedimentos trazidos pelos escoamentos "run-of f ", regimê hi
dra6lico e hidrolÓgico dos rios, consequente de atua-
ções do homem - irrigação, despejos de esgotos dom~sticos e efls
entes industriais -,etc,)e dos escoamentos mar~timoç(inf1uência
de marés,ondas,correntes~,ventos, materiais arenosos,etc,),tes~~
tando em uma região-o estuário- de análise bastante complexa no
-
-
-

que diz respeito aos aspectos hidráulicos risma ma de sa linidade,
escoamonto turbulento e de difusão, etc.), ecolÓgicos (fauna,
flora e meio-ambiente aquáticos), sedimentolÓgicos (deltas, bar
ras e baixios) e morfolÓgicos (calha estuarina), As atuações de
engenharia visando a imPlzntação de sistemas de navegação em um
estuário, tais como obras portuárias, obras de fixação de calha,
dragagem, etc., devem, portanto, ser realizadas de forma cuida
dosa e criteriosa, devido a grande fragilidade e instabilidade
hidráulica, ecológica, morfológica e sedimentolÓgica deste ecos
sistema,
111.2) FATORES NATURAIS A SEFIEM ANALISADOS PARA A IMPLANTAÇ~O DE
SISTEMAS DE NAVEGAÇÃO
Para se realizar a implantação de sistg
mas de navegação, 6 importante que se faça um estudo inicial de
determinados fatores para se avaliar, num estágio preliminar, a
viabilidade deste empreendimento hidráulico e se estimar os cus
tos e caracteristicas das obras e atuações de engenharia a SE
rem executadas, Dentre estes fatores citamos as análises hidro
-
lógicas e levantamentos topo-batimétricos, ventos, marés, ondas,
sedimentos, etc.. Iremos fazer apenas uma análise fisica genér~
ca destes elementos, pois o seu detalharnento fugiria ao escopo
deste trabalho,
O s estudos hidrológicos são de grande re
levância para a navegação, sendo caracterizados, a partir da uti
lização de medições de campo e conceitos hidrolÓgicos, princi
palmente pela pluviologia (com a determinação da altura, dura
ção e intensidade das hietógrafas, distribuição
das chuvas, etc,) e pela fluviologia (com a obtenção de hidró
grafas, cotagramas, curvas-chave, lâminas dtágua, velocidades
de escoamento, etc.), A aplicação de estudos hidrolÓgicos nos
trabalhos de engenharia ligados 5 navegação pode ser ilustrada,
por exemplo, através da análise dos cotagramas de dois cursos
d 'Sgua hipotéticos quaisquer, conforme é mostrado na Figura (l~),
Podemos verificar pela comparação dos dois cotagramas que O
curso d'água (A) 6 o mais indicado para a implantação de eixos
de navegaçao, já que possui um regime fluvial mais estável.
-
-
-
-

N.A. [m)
Figura (10) - Cotagrcrna de dois cursas d'água
distintos quaisquer.
A análise das correntes do rio bem como
das de maré também devem ser realizadas para estudos de navega
$;o, já que vão ter grands influência nos movimentos das embar
caçÕes. P.o se dimensionar qualquer sixo navegável deve-se seE
pre procurar evitar o cruzamento de correntes; a atuação dos
ventos também deve ser considerada, pois pode agir de forma dez
favorável na embarcação; a inf luP^ncia de correntss e ventos num
navio seguem as mesmas leis, mas as correntes são normalmente
mais estáveis e a sua ação é de mais fácil previsão do que a
dos ventos; 8, portanto, de boa prática tentar sempre direcig
nar as obras de engenharia o mais paralelo possivel da direr;ão

das correntes e ventos predominantes para se evitar o efeito
desfavorável de forças de cruzamento elevadas. A ação de ondas
do mar em canais de navegação localizados em regiões estuarinas
também deve ser analisada, apesar do estuário ser uma área já
abrigada naturalmente, o que minimiza os efeitos das ondas e
consequentemente os custos das obras de abrigo. O estudo de ma
rés é também importante para a realização de qualquer obra de
implantação de sistemas de navegação em trechos estuarinos em
termos, por exemplo, da utilização do canal por navios de maio
res calados em marés altas, da determinação do cronograma de
A
construção das estruturas hidráulicas, etc.. Portanto, os pao
metros ambientais como ventos, correntes, ondas e marés são fa
tores importantes no planejamento de canais ou quaisquer outras
obras visando a navegação; as correntes, por exemplo, têm um
efeito direto na largura do canal, da mesma forma que as ondas
!I
(tipo swell") têm em sua profundidade; a ação desses elementos
não depende somente de suas caracteristicas extremas; as varia_
$Ões no espaço e no tempo destas características geram também
efeitos importantes no movimento de embarcações em um canal ou
em sua manobrabiliclade; a realização de estudos em modelos redz
zidos e, portanto, de grande relevância para a implantação de
sistemas de navegação, já que eles podem definir uma série de
parâmetros no projeto, como, por exemplo, a análise do movimec
to de embarcações; a variação do comportamento de ondas e coy
rentes de acordo com a conformação do canal em planta e com o
direcionamento de diques, espigões e molhss; etc.; a dire
ção de corrente o sua intensidade podem, também, alterar-se r2
dicalmente em trechos diferentes do canal de navegação, devido
a influência das marés e das condições meteorológicas.
Um outro fator importante a ser analisa -
do é o movimento de sedimentos em estuários e estirões fluviais
e as suas zonas de deposição, que representam um grande empeci
lho navegação no que se refere principalmente ?i diminuição de
profundidade do canal, bem como às variações dinâmicas das zg
nas de acumulação de material (baixios e bancos de areia). MedL
çÕes de campo, com utilização de traçadores, análise sedimento
métrica e posslveis estudos em modelos reduzidos de fundo móvel
devem ser realizados. Estes estudos são necessários para se pg
-

der fazer a estimativa dos trabalhos de dragagem e para a defi
nição final do melhor eixo de navegação a ser utilizado, bem co
mo das obras de engenharia a serem implantadas,
Um outro problema a se considerar refe
re-se aos efeitos da poluição ambiental, principalmente nos as
pectos de qualidade da água, A análise cuidadosa desses elemen-
tos vai permitir a minimização de uma série de efeitos desfavo
ráveis aos sistemas de navegação, como, por exemplo, a agressk
vidade da água em estruturas portuárias (águas mais limpas são
menos agressivas), o grude do óleo de águas poluidas no casco
de embarcações com a consequente diminuição de sua vida Ú t i l , e
outros, e importante, desta forma, tentar-se prevgr a atuação
desses fatores relativos a poluição coni influência nos sistemas
de navegação, bem como a realização de medidas para minimizar a
poluição ambiental e os efeitos dos impactos negativos por ela
gera do S.
111~3) GENERALIDADES SOBRE O
GAÇÃO
DIMENSIONAMENTO DE CANAIS DE NAVE -
I 11,3,l) 1nf luência dos Movimentos da ~mbarca~ão
Os movimentos da embarcação são de gran -
de importância para o dimensionamento dos canais de navegação,
pois vão influir principalmente na obtenção da largura e da
profundidade do trecho a se considerar, A sua representação e2
tquemát ica está mo strada na Figura (ll), podendo -se observar que
os movimentos de translação do navio nos eixos x, y e z são res
pectivamente, os de descaimento ('Surging"), rebatimento ("sluay
ingtt) e arfagem ("heavingtt) e os movimentos de rotação são os
de balanço ("rolling"), caturro (ttpitchingtt) e cabeceio ("yauiing"),
Nos estudos de navegação fluvial sem a influência da maré, os
principais movimentos da embarcação a serem estudados são os de
descaimento, rebatimento e de cabeceio. Para os estudos de na-
gação marítima e em estuários, todos os tipos de movimentos do
C1
navio deverao ser considerados no dimensionamento da via
navegável.
-
-
-

EIXO Z
A
- CABECEIO Q
ARFAGEM
EIXO Y
EIXO X
tigura (11) - ~e~resenta~ão esquemática dos movimentos das
embarcações,
111.3.2) Profundidade de Canais de ~avegação
A profundidade total de um canal de nave -
gação vai corresponder a uma soma de varias parcelas a serem
consideradas em seu dimensionamento, tais como o calado máximo
da embarcação, o squat, os movimentos de arfagem ("heavingtt),cg
turro (ttpitchingtt) e ba1anr;o ("rollin9")do navio, o trim, o a1
cante de maré ("tidal range"), variações de densidade da água,
e outros.
O calado máximo 6 a profundidade de água
do navio de projeto quando totalmente carregado, identif icada
através do Disco de Plimsoll ou marca de borda livre, com loca
lização na parte média da embarcação, e caracterizada com o na
vio parado e nas condições médias de águas salinas de verão. A
Figura (12),a seguir, mostra esqapematicamente a representação do
calado de um navio,
-
-
-

D = CALADO DA EMBARCAÇÃO
L r COMPRIMENTO DA EMBARCAÇÃO
Figura (12) - ~e~resentação genérica da seção longitudinal
de um navio.
O fenômeno do squat está diretamente rela
cionado aos movimentos de água provocados pelo deslocamento da
embarcação. O fator de bloqueio e resistência ao movimento, que
U
são mai~res para um navio em águas mais confinadas, vao também
influir bastante na determinação do squat e consequent,emente no
dimensionamento do canal de navegação; o fator de bloqueio de
finido pela razão entre a área da seção transversal submersa do
navio e a área da seção transversal do canal; se o bloqueio é
alto, vai ocorrer uma grande resistência ao movimento da embar
cação, com um efeito correspondente em sua velocidade, Ee sta
forma, uma embarcação ao trafegar com umz certa velocidade em
águas rasas produz uma formação rápida de ondas, acompanhada de
um declinio médio da superficie d'água ao longo do perfil do na
-
vio relativamente ao nível d'água de repouso, devido ao fator
de bloqueio; esta depressão da linha d'água promove um afundg
mento do navia em relação ao fundo do canal, o que 6 conhecido
como "squat", conforme é mostrado na Figura (13).
De acordo com WICKER, Mc ALEER E JOHNS -
TON ( 91 ), há também outros fatores que irão influir no valor
do squat, tais como a distância entre a quilha e o fundo,o trim
da embarcação, a área da seção transversal do canal e se o c2
na1 está localizado numa via navegável estreita ou larga (fator
de bloqueio), se a embarcação está cruzando ou ultrapassando
uma outra, a localização do navio relativamente 5 linha de cec
tro do canal, e as características da embarcação propriamente

ZONA DE
ZONA DE DESCOLAMENTO
P
Figura (13) - ffepresentação esquemática do "squat".
PLANTA
dita. O valor do "squat" pode ser determinado através de invez
tigaçÕes em modelos reduzidos e por métodos obtidos empiricam-
te, como o mgtodo de Schijf e o do ~aboratdrio Sogreah.
Com relação aos movimentos verticais pro -
votados em um navio como os de arfagem, caturro e balanço,reprg
sentados na Figura (ll), eles são normalmente produzidos devi
do a ação de ondas no canal, e podem ocorrer simultaneamente. O
grau de movimento vertical depende da altura, frequência e dire
ção das ondas que atingem o eixo de navegação estuarino, da r2
zão entre a profundidade e o calado, e da velocidade e caracte-
rísticas da smbarcação de projeto,
-

0 fenômeno do trim também deve ser consi -
derado no dimensionamento da profundidade de canais de navega
ção e ocorre devido ao fato de que normalmente um
u
navio nao é
carregado uniformemente com relação 5 sua quilha, o que é feito
com o objetivo de aperfeiçoar-se a habilidade de direção da e'
barcação. A esta distância entre o navio na posição hipotética
horizontal e na posição inclinada a que se submete 6 que chama
mos de trim, conforme está mostrado na Figura (14). De acordo
com EISIMINGER ( Z9), uma embarcação é normalmente afundada em
sua popa na taxa de 25 milímetros (trim) para cada 10 metros de
comprimento do navio.
/ / / / // // / / ////////////////////////////
T = VALOR DO TRIM L = COMPRIMENTO DA EMBARCAÇ~~O
Figura (14) - F3epresentação esquemdtica do "trim"
da em ba r ca $0.
A influência do alcance da maré ("Lida1
range") no dimensionamento da profundidade de canais de navega
&o pode ocorrer considerando-se todos os estágios da maré ou
simplesmente os seus valores extremos. A utilização da maré,
principalmsnte a ds grande amplitude, pode ser vantajosa no ca
so de grandes navios que utilizam esporadicamente a via naveg&
vel, sendo um fator de grande economia para o projeto a aplica
ção do alcance da maré para produzir as profundidades necessári
as para o tráfego dos referidos tipos de embarcações, que só rg
vegariam no canal nos períodos de maré alta.
I)
Um outro fator importante sao as varia
-
-

Y
çoes de densidade da água, o que ocorre normalmente nas regiões
estuarinas. Uma embarcação deixando a água do mar (~~35%. ) e
entrando em águas estuarinas (SU 0, 12%0 a 1%0 na zona fluvio-e2
tuarina; e S-1% a 35$0 na zona de mistura estuarina - vide Fi
gura (8) -) ou em águas doces (S < 0.12760 ) irá aumentar o seu
calado devido a diferença de densidade da água. Como o peso e2
pecíf ico das águas do mar e do rio são respectivament e 1025kgf/m3
3
e u)(l0kgf/m,o calado adicional de um navio que trafega de águas
mãr~timas em direção ao continente (água doce) será de aproxima
damente 2.5%
~á também outros fatores que deverão ser
considerodos no dirnensionamento da profundidade de canais de ns
CI
vegaçao, fatores estes que repres~ntam uma folga (segurança )
que leve em conta a manobrabilidadr Je siiioãrcâção de projeto,
imparf zição dos registros dc mar;, siltação , movimentação do
héJ.ice, talerância para díiagagnm, etc., caracterizando uma pa2
CY la adicional de profundidada que denominaremos de fator de scgura nça .
Por tanto, genericamente, a profundidade
de um canal de navegação a ser dimensionado para a embarcação
de projeto deverá corresponder aa somat6ri.o de uma série de fs
tores e está representada esquematicamente na Figura (15). De
ve-se ressaltar também que tanto os custos de construção quanto
os de aparação de um canal de navegação são fortemente influe2
ciados pela sua profundidade; desta forma a determinação da pro
fundidade de um canal deve corresponder a um processo de otimi
zação que avalie os investimentos de capital e os custos de opg
ração e manutenção da via navegável.
111.3.3) Largura de Canais de ~ a v e ~ z ~ ã o
A largura de um canal da navegaGão 6 nor
. malmente medida no pé das encostas laterais do canal ou em fai
xa correspondente à profundidade do projeto. Alguns dos fato-
res que devem ser considerados na determinação da largura de
projeto de um canal de navegação são as direções e velocidades
de correntes; se vai haver o cruzamento ou ultrapassagem de eE
bar~açÕes(~aríi o navio de projeto);a&o de ondas; a profundidade de
-

B = BOCA DA EMBARCACÃO
f PÉ- DE - PILOTO
MOVIMENTOS M
EMBARCAPO
I ' TRIMeVAR DENS ÁGUA
FIGURA (15) - Esquema geral sobre o dimensionamento
da profundidade de canais de navega
FATOR DE ÇEGIIRAN(3
água abaixo da quilha; ventos; composiGão geolÓgica do leito e
das encostas da via navegável; alinhamento do canal; e o grau
de confinamento das águas, Desta forma, devido grande varieda
de de inf1uo"ncia de fatores, como os mencionados acima, torna-
-se dificil a elaboração de um método para determinação da lar
gura de canais de navegação. O ~ ~ ~ ~ ~ ( " ~ ~ r Internationa1
m a n e n t
Association of Navigation ~on~resses") recomenda que, se há cri
zamento ou ultrapassagem de embarcações, a largura do canal de
ve ser de 6 a 7 vezes o valor da boca do navio de projeto; em
-
-

caso contrário, a largura do canal deve ser 3 a 4 vezes o valor
da boca do navio de projeto, Um outro método muito utilizado 6
o do Canal do ~anamá; por esta metodologia, a largura total do
canal 6 dividida em 3 parteçr faixa para manobra da embarcação,
folga entre navios (quando houver cruzamentos ou ultrapassagens)
e folgas laterais. A largura da faixa de mãnobra vai depender ba-
sicamente da controlabilidade da embarcação vai ser função
das características da embarcação e dos efeitos de cruzamentos
de ventos e de correntes); a folga entre navios deve ser também
considerada devido à existência de forças hidráulicas de sucção
e repulsão que vão ocorrer entre as embarcações; e, finalmente,
as folgas laterais, que representam faixas extrasde largura,
que estão relacionadas com5 o ângulo de deriva da embarcação;
largura e profundidade do canal; velocidade do navio; direção e
magnitude das correntes, ventos e ondas; caracteristicas f ;si
cas das encostas; e dificuldade no grau de determinação dos li
mites exatos do canal, Na Figura (16) são mostradas as dimen -
sÕes tipicas para a obtenção da largura total de um canal de ng
vegação em trecho retillneo, baseadas em estudos realizados +ar
DUKCAN (26) para o Canal do ~anamá.
Com relação às curvas, elas correspondem
a trechos do canal de maior dificuldade para a navegação, pri
meiramente porque a embarcação forma uma tangente ou secante à
curva e se posiciona fora da linha de centro do canal; e também
devido às forças de deriva e centrífuga atuantes no navio que
tendem a deslocar a popa para a direção externa da curva, COE
trariamente aos movimentos da proa, como se pode observar na
Figura (17). O s elementos mais importantes para o dimensionamen
to de uma curva de canal de navegação são o seu raio de curvatu
ra (R) e o seu ângulo de deflexão (oc), representados na Figu -
ra (17); esse dimensionamento normalmente consiste na determina
çso da sobrelargura da curva de forma a permitir uma maior li
berdade de movimentação das embarcações e promover um aumento
da largura de manobra, Em curvas, a largura do canal de navega
ção deve aumentar de acordo com$ a largura extra necessária pa
2
ra a segurança do tráfego, correspondente a L/8~(onde L é o
comprimento da embarcação e il é o raio da curva); a margem de
resGrva suplementar que leve em consideração a maior dif iculda
-
-
-
-
-

, FOLGA ; FAIXA DE : FAIXA DE i FOLGA i
I LATERAL 1 MANOBRA : : MANOBRA i LATERAL i
I
I
l . - - - > l ~ '
I I ,
B = BOCA DA EMBARCAÇÃO DE PROJETO
FOLGA FAIXA DE FOLGA
/ LATERAL MANOBRA LATERAL;
I h &-,I I
I
Figura (16) - ~imensões típicas para obtenção da largura
de caneis de navegação (a partir de DU!
CAN (26)).

R= RAIO DE CURVATURA = ÂNGULO DE DEFLEXAO DA CURVA
Figura (17) - Croquis genérico de uma curva de canal
,.,
de navegaçao.

de de manobra, causada especialmente pelo fato de que a smbarca
ção não se ajusta a posição corrota imediatamente e, desta for
ma, o piloto deve antecipar a manobra e necessita de um maior
faixa de largura (que vai ser função da intensidade de ventos e
correntes, do raio de curvatura, s do ângulo d~ deflexão da c u ~
va) da via navegável para realizar esta operação; o a condição
do raio de curvatura ser maior do que 5 vezes o comprimento da
embarcação de projeto (R 75~). Existem 3 m6todos comumsnte em
pregados para a determinação da sobrelargura de curvas de c%
nais de navegação: o método cut-off, o método das margens par2
lelas e o método das margens não paralelas.
111.3.4) Outras ~onsideraçõus
Um canal devo ser alinhado de forma a
promovsr navegação mais cômoda (minimização do cruzamento de
correntes, etc,) e com menores dificuldades para as manobras da
embarcação, De uma forma geral, o lay-out de um eixo de navega
ção deve ssr fundamentalmente definido de acordo com a geogra
fia e peculiaridades locais; quando existem várias opções de
lay-out, aquela a ser escolhida é a que oferece condições molhg
res e mais estáveis de tráfego para a embarcação. Com relação
caracterização do lay-out final de um canal de navngação, deve-
.i.
-se levar rm consideraçao certos aspectos, como, por exemplo: o
lay-out deve ser alinhado em direção retillnea ao máximo; 6 prg
ferivel implantar-se uma Única curva do que uma sErie de pequs
nas curvas pouco espaçadas; o canal de navegação deve, sempre
r
qus possivel, ter um alinhamento coincidente com as correntes
principais, de forma a minimizar os efeitos de correntes trans
versas; etc.. Nas regiões mrândricas e estuarinas, que possuem
normalmente uma grande instabilidade morfo-~edimentol6~ica, 6
importante se prever a ocorrência de modificaçÕes de leito do
curso d'água, e, para este fim, podem ser utilizadas diferentes
rnetodologias (aplicação das leis de Fargue, etc.), É também fa
ter de grando relevância para a implantação de eixos de navega
ção que se realizem astudos, análises e levantamentos de dados,
tais como as dimensões máximas e caracterfsticas de manobrabili
dade mínimas da embarcação-tipo; inspeções e medições de campo
em gsral; as condições mais desfavoráveis de marés, correntes,
-
-
-

ondas, transporte de sedimentos, e visibilidade; o volume de
tráf ecjo esperado; análise custo-benef $cio do empreendimento h&
dr6ulico; etc., com o objc?tivo dg se chegar ao dimensionamento
mais correto 3 à seleção do melhor lay-out para o canal de nave
gação a ser implantado,
111.4) SISTEMAS DE TRANSPORTES RELATIVOS NAVEGAÇÃO
111.4.1) ~onsiderações Gerais
A elaboração do um projzto para implanta
CI
ção de sistcmas de navegaçao necessita semprs de um amplo conhz
cimento das atividadss de transporte a szrem dasenvolvidas. N i
ma definição geral, os sistemas de transportes correspondem a
toda uma infra-estrutura utilizada para a movimentação da pes
soas e mercadorias. Os maiores determinantes da demanda de
transporte que vão influir no dimensionamento de sistemas de nz
vcgação (embarcação de projeto, tipos de cargas a serem trans
portadas, etc.) correspondem às populaçÕss a serem beneficiadas
por estu empreendimento hidráulico, considerando-se seus niveis
economicos e distribuições espaciais, bom como às 1ocalizaçÕes
das fontes d3 riquezas (como no caso de minérios, florestas pg
ra exploração de madeiras, stc. ) a aos principais centros ds
distribuigão e consumo. Dcsta forma,torna-se necessária a rea-
zação de levantamentos sÓcio-cconÔmicos nos ostudos de implants
ção de sistemas do navegação, bem como uma análise dos tipos de
cargas a serem transportadas 9 dos tipos de embarcações qui
irão conduzir estas cargas através da via nawgável,
111.4.2) Tipos do Carqas
As cargas a s~ri,m transportadas podem szr
divididas om duas catagorias principais: cargas a granel (sóli
do e liquido) e cargas gerais (incluindo containers, pall~ts,
etc.).
As cargas a gran-1 têm a vantagem de uni
formidade e são normalmente movimontadas em grandes qua nt ida
des, justificando o uso do manuseio mecanizado de cargas (cor
-
-

eias transportadoras, tubulaçÕes, etc. ) . O s produtos mais c2
muns no mercado de granel liquido são os derivados de
(óleo, gasBs, etc.). 36 o granel sólido consiste um uma variedg
de maior de m~rcadorias como o carvão, o min8rio de ferro, pro
dutos agrícolas (milho, trigo, etc.) e os proveniantes da explg
ração de florestas, e outras mut6ria~-~rimas.
As cargas gerais são caracterizadas por
produtos empacotados e unidades separ~das de vários tamanhos e
formas; no entanto, devido 5 tandência da unificação ds carga,
foram introduzidas as unidados em pallets e os contai,n-.rs, que
solucionaram os problemas de falta de uniformidade e empacota
mento antes existsntss. A unidade do pallet 6 essencialm3nte um
U
pequeno astrado rotangular; as suas dimensões não estao ainda
padronizadas, mas utiliza-se bastante os pallets de 1.2 x 1.Om;
o seu peso 6 da ordem de 1 tonelada. O sistema de containers
C1
fundamentalmente eliminou das operaçoes de carga os problemas
de empacotamento E de falta do uniformidade; ele tambkm reduz
o tempo de movimentação de carga e promovi uma maior proteção
das mesmas; as dimensões mais usadas de containars são:
Um outro tipo de carga a ser considerada
são as cargas perigosas, cu jas quantidades transportadas têm au
msntado enormoments ao longo dos Últimos 10 a 15 anos; adicig
nando a isto, a consci$ncia com relação a um transporte seguro
para estes produtos tem sido cada vsz mais relevante, visando
evitar possivcis acidentes í! impactos ambientais nsgativos, o
que causa prejuízos ao meio-ambiente, a pessoas e a astruturas.
As cargas perigosas podm ss caracterizar palos explosivos; 9%
s3s sobre liquidas e materiais inf1arn~v~is;subst~ncias
oxidantes, venenosas e infecciosas; substâncias o dojetos nu
cleares; materiais corrosivos; etc.
111.4.3) Tipos de ~mbarca~Ões
-
-

ção de navios tem sido intonso ao longo das Últimas décadas e,
por isto mesmo, a análisc dos tipos de embarcações devem desem -
penhar função de rslevância no dimensionamento de canais da n2
vegação (embarcaçoss da projeto, etc .), bem como no planejamen -
to e desenvolvimento portuários (tipos de terminais, sistemas
de movimmtação de cargas, etc.). Devido à grande variedade de
modelos e formas de embarcações, procuraremos abordar de manei
ra geral alguns tipos de navios que são utilizados para o trans
porte de cargas rm estuários dando ênfass aos navios marítimos,
que possuem normalments maior porte,e cuja escolha vai dspunder
do tipo de carga (passageiros, qualidade das mercadorias,etc.),
da demanda, e do desenvolvimcnto das regiões a serem beneficia
das polos sistemas ds navegação,
As embarcações de contain5rs estão sendo
cada vez mais empregadas nos dias de hoje devido principalmente
ao grande aumento na movimenta& de cargas garais, Os navios
d- containars estão também paulatinamente substituindo os n2
vios de carga geral convencionzis (cargueiros), devido a sua ca
-
pacidade de carga e descarga mais rápida; no sntanto, o tranz
porte d8 containers, por ser um sistema de custos elevados de
capital, deve ser utilizado de forma intensiva para se tornar
econômico; os fatores limitantes do tamanho das embarcações de
containers são a orientação e tamanho do porto, os tipos dz sis
tema de m~vimenta~ão e distribuição de cargas, e a demanda de
transporte existente, A Figura (18) examplifica de forma ssqug
mática o desenho ds um navio dc containers.
Existem duas formas de utilização do
transporte de containers, correspondentss aos sistema sl'port-to-
-por t" e o sistema "door-to-doorl'. O sistema llport-to-portl' pos
sui um processo mais intenso de movimentação de carga e de arma
zenagem. J; o sistema "door-to-doar" não tem necessidade da uti
lização de armazéns ou trabalhos portuários, possuindo um pro
cesso de movimentação e distrib~i~ão de cargas d~ forma tal que
a mercadoria 5 descarregada e levada diretamente ao seu desti-
no final, A possibilidade de utilização do sistema "por t-to -
-portl' ou "door-to-door" está na capacidade de atratividade de
um sistema em relação ao outro, de acordo com cada caso a se
considerar,
-
-

c - HHRE ~
CONTA/NERS
;k
SEÇÃO A-A
Figura (18) - ~xsmplo de um navicj de containerç.

As embarcações de pallets têm certas van -
tagens com relação i de containers em determinadas condições,
principalmente em rotas em que os volumes de comércio são compa

etc.). O s tanques são os tipos de navios responsáveis p e 10
transporte de grangis liquidoç que correspondem ao ?etrÓleo e
seus derivados. Os navios tipo OBO são também de grande calado,
como os tanques, e a sua adaptabilidade é usada principalmente
para se tirar vantagens em taxas de frete com a embarcação nave
gando como um tanque ou como um mineraleiro, de acordo com O
que ofereça melhores lucros.
Um outro tipo de embarcação, cuja utili
LI
zação 6 usual principalmente em vias navegáveis interiores, sao
as chatas ou barcaças, que não têm propulsão e, desta
forma, são controladas por uma outra embarcação (um empurrador
ou um rebocador) e normalmente não possuem equipamentos de car
ga e descarga a bordo. O projeto dessas embarcaFÕes deve corres
ponder sempre a um compromisso entre a capacidade desejada e o
limite de calado; além disso, no caso das vias fluviais,~ número
de chatas transportadas pelo empurrador e o tempo de trânsito
vai depender do alinhamento e largura do canal de navega Ç ~ O ,
bem como da velocidade de corrente. De acordo com AMERICAN WA
TERWAYS OPERATORS INC. ( 3 ), o serviço de transporte de chatas
6 considerado como seguro e confiável, sendo também o de mais
baixo custo para os produtos aos quais ele se adapta.
111.5) DESENVOLVIMENTO PORTUARIO
111.5.1) Aspectos Gerais
Um porto é qualquer lugar onde seja pos
sivel realizar-se o trmsporte de mercodorias ou pa ssageiros entre
o tráfego terrestre EI o aquático. Ele possui normalmente as fuc
çÕes de promover a transferência, inspeção, armazenamento, mu
dança de forma e controle de vários tipos de cargas com eficiên
cia e a baixo custo, representando um elemento de primordial i m
portância para os sistemas de navegação e de progresso e dese2
volvimento das comunidades humana S. Dusta forma, para atingir
estes objetivos, ele deve possuir toda uma infra-~strutura de
apoio, como,por exemplo, um planejamento eficiente, obras de prg
teção e de acostagem, sistemas de mwimentaç& de cargas adequados,
bons acessos terrestres, terminais, áreas previstas para expac
-
-
-
-
-
-

,
sao portuária, atc.
É posslvcl classificar um porto de dife -
rentes maneiras, o que pode ser feito de acordo, por exemplo,
com a sua localização u função; a primeira distingue os portos
como maritimos, fluviais, estuarinos, em canais ou lacustres. A
classificaç~o segundo a função identifica de uma forma se os
portos t3m infra-estrutura para navegação interior ou para nave
gação oceânica; uma outra diferenciação pode ser feita em fun
-
ção dos tipos de atividades portuárias propriamente ditas,como,
por exemp10,entre os portos de carga geral, portos de granéis
líquidos, portos navais, portos industriais, portos pesqueiros,
portos para barcas (furryboats), portos para iates, e outros,
Com relação ao projeto de um porto, de -
ve-se analisar a influência de fatores ambientais (ventos, c02
rentes, ondas, sedimentos, etc.) nas estruturas portuárias, e~
barcações e canal de aproximação, bem como realizar-se o pro jz
to hidráulico e estrutural das obras civis a serem implantadas,
outros fatores de grande relevância são os custos de construção
e manutenção dr um porto; os elementos que caracterizam estes
custos podem ser, por exemplo, a construção e manutenção das
Ir
obras de abrigo, a dragagem inicial nnc3ssaria e as dragagens
subsequentes ds manutenção das profundidades de projeto. Desta
forma,a implantaç& global de um porto deve considerar uma ss
ris de fatores; a importância dr cada um deles vai depender fuc
damentalmente das condições locais e do tipo d2 porto a ser
construido; por exsmplo, a implantação, projeto e funcionamento
de um porto fluvial 6 normalmente muito mais simples do que pa-
ra um porto estuarino ou marítimo devido a sua menor complcxidg
de de fatores intriirvenientes; 6, portanto, essencial obtsr-se o
conhecimento dessas condicionantes, o qu3 pode ser feito atra
vés de levantamentos de campo adequados, analisando-sa também
a influência desscs fatores naturais no porto, e a realização
dr possf veis estudos em modelos reduzidos, devido ?i complexida
de de atuação dos fenom~nos ambientais nas obras civis v hidrái
licas (solapamento na fundação de estruturas, determinaç~o da
areas de doposição sedim~ntológica, ação das ondas, etc.), de
forma a se chegar a um estudo final de implantação portugria
-

em definido.
111.5.2) Principais Obras ~ortuárias
0s portos para desempanharem o seu objg
tivo d.; atuar como um elo sntre o transporte aquático e o ter
restre, devem dispor de toda uma infra-estrutura quz garanta
uma boa operacionalidade portuáriai para isto, é necessário que
existam determinadas estruturas no porto qu6 permitam a atraca
ção segura das embarcações e o abrigo do recinto portuário,
A s estruturas portuárias podm incluir
obras de proteção (como molhes, diques e quebra-mares), obras
de atracação (cais), dolfins e estruturas de amarração? drfen
sas, instalações especiais como bzrço s para containers e roll-
on/roll-off, e diferentes tipos ds terminais,
O objetivo essencial du uma estrutura de
abrigo portuário 6 a protsção das entradas, áreas de manobra e
das estruturas dentro do porto contra a ação de ondas do mar;
isto pode ser conseguido através da restrição das possibilida
-
dos de penetração da energia das ondas (devido a atuação direta
de molhes e da geometria adequada das bacias pos
tuárias, de dispositivos especiais como quebra-mares pneumáti
cos, etc., porém as obras d3 proteção podem também ter outras
funções, como, por exemplo, guiar correntes, interromper ou di
recionar o movimento de sedimentos, e limitar o canal de acesso
do porto ou as áreas de manobra das embarcações, Sobre as estru
turas dc proteção, elas são obras construídas mais usualmente
através de enrocamento; quanto aos quebra-mares, eles têm o o&
jetivo de garantir águas calmas na área e, consequec
temsntr?, promovzr
CiI Cr
para uma amarraçao, operaçao e movhe~
taç& de cargas seguros das embarcaÇÕr?s, e proteção de outras
instalações portuárias; existem 4 tipos principais de quebra-ma -
res, conforme é mostrado na Figura (19), cuja ~scolha vai "2
riar de um lugar para outro de acordo com os materiais existen
tes na região, com os diferentes climas ds onda e outras cond&
çÕss locais. As obras de abrigo (ou externas) correspondentes
aos molhes, diques u quebra-mar~s possuam uma forma estrutural
-
-
-
-
-

similar; a diferença entre eles 6 que os molhes têm uma extremi
dade em turra, os diques são caracterizados por duas extrmida
-
des em terra, e os quebra-mares não possuem extremidades em tq
ra,
0s cais são estruturas portuárias utili -
zadas para a arnarração de embarcaçÕes durante o processo do car
regamento ou descarregamanto de cargas ou passageiros; eles di
vem possuir toda um infra-astrutura de suporte um suas proximi
c.
dades, tais como áreas de armazenagem e estocagern, conexao com
rodovias e ferrovias, etc., 0s principais tipos de estruturas
de atracação são cais dr par-dcs verticais (estruturas de gravi
dada - blocos e coixÕes de concreto - e paredes de estacas-prap
cha), os piers abertos, e os cais com plataformas de alfvio,
conforme 6 mostrado nas Figuras (20) e (21),
WEBRA -MAR DE ENROCAMENTO WEBRA - MAR DE ~RAMENTD VERTICAL
QUEBRA- MAR COMBINADO WEBRA-MAR FLUTUANTE
Figura (19) - Tipos usuais de quebra-mares.

PLACA DE
ANCORAGEM
SISTEMA DE PILARES
\ ESTACAS-PRANCHAS
Figura (20) - Tipos de cais de paredes verticais.
CAIS DE ESTRUTURAS
DE GRAVIDADE
CAIS COM PAREDES
DE ESTACAS-PRANCHA

LAJE DO CAIS
I
PIE RS
FRENTE DO CAIS
r
CORTINA FRONTAL
ESTACAS - PRANCHAS
Figura (21) - Piers abertos e cais com plataformas de
alivio.
ABERTOS
CAIS COM
PLATAFORMAS
DE ALIVIO

No projeto de um cais, uma série de Pato
res irão influir na escolha do tipo e forma da estrutura final
a ser adotada, tais comos as condições do solo, quantidade de
trabalho sub-aquát ico, condições de onda (no per;odo de constru
-
r$o do cais e durante a sua operação), disponibilidade de rns
terial, restrições no tempo de construção, possibilidades de
expansões futuras, vida Ú t i l estimada da obra, custos, métodos
de manuseia de carga, e outros.
O s dolfins &o outros tipos de estruts
ras que são utilizadas normalmente para fixar a amarração no
porto, promover facilidade de atracação entre embarcaçÕas e baf
caças num processo direito de carga e descarga, sconomia em rela
ção a paredes de cais longas e continuas, proteçgo do navio e
da estrutura e com fins de sinalização para a nagago,
Trabalhando como estruturas de acostagem, eles podem ser
classificados como dolf ins de amarração e principais; os primei -
ros têm a função de absorver as forças horizontais provenientes
da amarração da embarcação; já os dolfins principais são projg
tados para absorver a energia de impacto entre o navio e a e2
trutura portuária, conforme é moatrado na Figura (22).
w LINHAS SPRING
Figura (22) - Tipos de dolfins e sistemas de amarração,

O s sistemas de amarração são dispositi -
vos utilizados quando os navios são atracadas; eles possuem as
funções principais de prender as embarcações durante a atracg
ção e de mantê-las em posiçgo segura para a realização adequada
das operações de carga e descarga. A Figura (22) mostra uma diz
posição tipica dos sistemas de amarração e define a termino12
gia usada,Com relação ao tipo de material utilizado como linhas
de amarração, pode-se considerar os cabos de aço, cordas de f&
bras naturais e cordas de fibras sintéticas (como o nylon, f - i
bras a base de polipropileno, etc,); a diferença operacional da
utilização de um outro tipo de material vai incorrer no grau de
elasticidade dos cabos de amarração, que variará também de ator
do com o comprimento das amarras e do seu diâmetro.
Os sistemas de defensas são também dispg
sitivos de grande importância para uma operação portuária ad=
quada, tendo a finalidade de evitar estragos às embarcações e
aos cais durante o processo de atracação e amarração, através
do controle dos movimentos do navio e a redução ou elfminagão
do impacto proveniente do contato entre a embarcação e o cais,
De uma forma geral, os sistemas de defensas s& os principais
responsáveis pela absorção dos esforços na direção perpendics
lar 5s paredes do cais, enquanto que os sistemas de amarração t6m
a capacidade de absorver a maior parte das forças atuantes par2
lslamente ao cais. A classificação dos diferentes sistemas de
defensas 6 uma função do material utilizado ou de acordo com os
seus princ$pios de operação, podendo-se distinguir, além de 02
tros, os tipos de borracha (pneumáticos, defensas tipo Raykin,
etc.), de madeira, f lexiveis (utilizando molas), de gravidade
(cujo princfpio consiste em transformar a energia de impacto da
embarcação em trabalho de elevação do centro de gravidade de um
peso) e os flutuantes (usados geralmente para manter os navio8
afastados do cais ou para separar embaacações que estão prómas
umas das outras). Os materiais que compõem os sistemas de
defensas devem possuir grande resistência e-durabilidade, e pa
ra realizar-9e o dinensionamento destas estruturas portuárias
deve-se analisar as caracterkticas da embarcação de projeto, a
sua velocidade a direção de aproximação, ventos, condições espg
radas de correntes de maré, caracteristicas de absorqã~ de energia

n rigidez da rs: .dlc;a de acosLiem, e estudos de otimização de custos.
Os terminais representam também um outro
tipo de obra portuária de grande importância ; eles correspondem
a áreas especializadas de um porto onds são previstos pontos pa
ra descarregamento e recebimento de cargas provenientes de fez
rovias, rodovias, dutos, e embarcações provenientes de vias ng
vegáveis interiores e oceânicas. No projeto de um terminal dg
ve-se considerar deter minados elementos como, por exemplo, O ti
po de mo~imenta~ãode carga, o nÚnero e dimensões de berços de ato
cação necess&ios, as áreas de armazenamento e estocagem, as
áreas de trânsito, etc,, Com rela60 à sua classificação, O s
terminais se diferenciam normalmente de acordo com os tipos de
carga que eles recebem e, desta forma, se caracterizam c0 mo
terminais de cargas gerais convencionais, de containers, de cagasa
grane1,de passageiros,de pesca, militares, e outros; os fe -
torce que irão definir o tipo de terminal a ser implantado e o
seu lay-out são as caracterhticas e o nÚmero de escoadouros da
carga a ser movimntada, os tipos da embarcações, os equipamentos
a serem utilizados e a eficiência do sistema de movimentação de
cargas, etc.
11~5.3) Sistemas de ~ovimgntação de Carqas
O sistema de movimentaç~o (manuseio) de
cargas corresponde a um dos elementos mais importantes de uma
operação portuária. De uma forma geral, a navegaião e o ma ng
seio de cargas de uma embarcação vão sofrer influência de uma
série de parâmetros, como os tipos de cargas transportadas; as
caracter~sticas flsicas e operacionais do navio, bem como os
equipamentos que ele possui a bordo; o padrão, densidade e c02
posição de tráfego; a área ;til de água disponlvel, limitada pe
la morfologia da costa, batimetria de fundo, Lay-owt das vias
navegáveis, canais de acesso, etc. ; as condições ambientais(v-
tos, ondaa, marés, correntes, etc.); OS tipos de dispasitivos
de balizamento e sinalização, bem como as demais atuações de
apoio à navegação; fatores humanos; e outros. Com relação à im
portância dos portos nos sistemas de transporte, eles podem ter
funções secundárias e auxiliares; as funções ~rimi
-
-
-

ias de um porto correspcndem transferência dirrta de cargas
(e/ou passageiros) entre as embarcações B o porto; as secundá
rias representam o armazenamento de carga e o seu processo de
preparação para o mercado consumidor, e serviços de documenta
ção e controle de carga; e as auxiliares são formadas por 0%
tros tipos de atividades como serviços de operação, manutenção
e reparo da embarcação, ser viços de tráfego terrestre,^ outras.
C processo ds movimsntação de cargas r2
presenta fator de relevância numa operação especial -
mente no que se refere 5 transferência dr cargas; o tipo de siç I
tema du manuseio (sistemas ~011-on/~~oll-off e Lift-un/Lift-off,
operações com pallets e containers, manuseio de granéis, etc.)
vai variar principalmente de acordo com as caracter~çticas das
embarcações e das cargos transportadas.
Com relação às cargas gerais, elas podem
ser movimentadas de várias maneiras dependendo do tipo de caf
ga e do seu Grau de unificação. De una forma geral, os equipa
mentos utilizados na sequência de operação portuária para os
processos de carregamento ' e descarregamento convencionais da em
barcação (para a movimentação do dif erentes cargas não unifica
das, containers, cargas pr6-lingadas,etc.) são os guindastes
máveis ou em pórticos e/ou paus de carga (utilizando o sistema
~ift-on/~ift-off); entre o cais e a estocagem dos produtos são
as empilhadeiras ou a utilização de tratores e carretas; e na
fase de empilhamento na área de estocagem usam-se as empilhadei
ras ou guindastes móveis de pátio. quanto aos métodos de manu
seio, pode ser utilizado o sistema ~ it-on/~if f t-off (LO/LO), que
é caracterizado normalmente por um processo de carregamento e
descarregamento do navio utilizando guindastes; já o sistema bll-
-on/~oll-off(~o/~o) possui uma maior flexibilidade de operação,
com cargas e descargas rápidas, mas tem a desvantagem de maior
perda de área sendo mais eficiente em viagens menores. Relativa
mente aos processos de unificação de carga, as operações em pa&
lets são mais adequadas para menores navios e unidades de carga,
em comparação com o sistema de containers; esta diferença em ta
manho s peso entre os sistemas de pallets e containers também
vai impor a utilizaç& de equipamentos de manuseio distintos entro
-
-
-
-

eles, tanto na embarcapão quanto no cais e nas áreas de armazena -
gemo Um vantagem associada ao sistema de pallets é que ele não
necessita de equipamentos tão caros quanto o de containers, reg
lizando a movimentação de cargas basicamente através de ernpilhz
deiras, que são equipamentos relativamente mais baratos. 3á os
sistemas de mowimentaç~o de containers podem utilizar carretas
com tratores, que necessitam de grande investimento em carretas,
estocagem sem empilhamento e, portanto, maiores áreas de estocg
gem; pórticos móveis ("~traddle-~arrier'), que realizam estocg
gem em dois ou três niveis, mas requerem manutenção elevada( a-
proximadamente 30% do tempo); fixos, que empilham até
5 niveis; e sistemas mistos,
0 processo de mvimentação de carga para os
granéis vai variar em função de eles serem líquidos ou sólidos.
Os granéis lfquidos são movimentados normalmente por mangueiras
e tubulaçÕes, tendo-se de ajustar as dimensões e capacidade das
bambas de acordo com a taxa de movimentação de carga requerida;
os tipos mais usuais de carga a serem manuseadas correspondem ao
petróleo e seus derivados, podendo-se também movimenta r solvez
tes, Óleos vegetais, diferentes tipos de ácidos (cargas perigo
ças), sucos de frutas, leite, vinho, asfalto, e outras, 3; para
os granéis sólidos há uma maior variedade de formas de movim-
tação de cargas; os granéis sólidos são geralmente carregados
através de instalações localizadas em terra, com descarre~amep
to realizado tanto por terra quanto através de equipamentos c2
locados na embarcação; os tipos de equipamentos mais c2
muns aplicados na movimentação de granéis sólidos são os tipos
mecânicos, com a utilização de correias transportadoras, guip
dastes de caçambas de mandibulas ("clamshell"), guindastes com
roda de caçambas ("bucket wheel"), e outros. A Figura (23) mos
tra de forma esquemática um descarregador contho (tipo roda de
caçambas) de granéis sÓlidos.
O desenvolvimento crescente de tecnolo
-
gia e a experiência que vem sendo adquirida pelo homem em a$
lises e aplicações de bombeamentos (pneumáticos e de sucção) de
materiais sólidos adequadamente preparados, têm também tornado
possível a realização deste tipo de movimentação de s4

Figura (23) - Exemplo de um descarregador conthuo
de sólidos (o'BYRNE(~~)).

lidos, que são colocados sob forma liquida; desta manekg por es
tes métod~s,~ode-se utilizar sistemas em que os sólidos &o mie
turados com água formando uma pasta liquida adequada para o ~ORJ
beamentri ('+ slurry systemsn) e diferentes tipos de sistemas
usando equipamentos pneumáticos. As vantagens dos sistemas de
movimentaç~o de cargas a granel incluem a utilização de menor
quantidade de mão-de-obra, não necessitam de smpacotamento, têm
capacidade de transportar grandes volumes de carga em distâz
cias longas, ete.; as suas desvantagens principais se referem
5s variedades de carga serem mais limitadas, requerem grandes
instalações de arrnazenamento dos produtos, muitas qualidades de
granéis são dificeis de serem descarregadas, e a necessidade de
uma limpeza ampla dos equipamentos devido à sua utilização por
cada tipo diferente de carga.
111.6) PRINCIPAIS OBRAS E ATIVIDADES DE ENGENHARIA UTILIZADAS
NA IMPLANTRÇRO DE EIXOS DE NAVECAÇAO EM ESNARIOS
~onsidera~õe s Gerais
A implantação de eixos de navegaçao em
uma via natural qualquer vai sempre exigir a realizaçâo de atua
-
$Ões de engenharia visando promover um tráfego seguro e a obte~
$0 de um canal principal que utilize ao máximo as dispanibili
-
dadas em água na natureza. O aproveitamento de vias naturais pg
ra fins de navegação vai, em grande parte das vezes, necessitar
de obras de melhoramento que eliminem urna série de obst~eulos
C
à navegaçaa, como a deficiência de profundidade, desmoronamento
de margens (aumentando o transporte sólido e ocasionando, até
mesmo, variações de leito), e outros.
Com relação aos estu6rios, conforme já
foi abordado no ~apltulo I1 do presente trabalho,eles &o noL
malmente regiões que pQSSUem uma movimentação de sedimentos i2
tensa, com a caracterização de zonas de deposição dinâwicas(bai -
xios e barras), possuindo também a influência de marés, ondas,
ventos e outras. Desta forma, os principias gerais de obras de
melhoramento para a implantação de eixos de navegação em estui
rios deverão enfoar atuaçõss de definição e manutenção do canal principal,
-

constitu~do por sua largura e profundidade de projeto, fazendo-
-se com que os seus custos iniciais e de manutenção sejam os mg
nores possivsis (relação beneficio x custo). No entanto,as atug
ções de engenharia a serem realizadas devem considerar a fragi
lidade e complexidade do ecossistema estuarino, e, por isto meç
mo, as obras da melhoramento devem ser projetadas para se ajus
tarem ao máximo às condições locais impostas pela natureza (por
exemplo, deve-sn procurar concentrar o escoamento no canal pric
cipal natural; tentar se alterar ao minimo as vazões &lidas e
liquidas, visando evitar problemas de erosão de calha, divaga
ção de leito, penatração maior do prisma de maré, etc.; modifi
car ao minimo a estabilidade do escoamento d'água; etc.). As
principais atividades de engenharia relacionadas a regiões es
tuarinas correspondem a trabalhos de dragagem revendo-se a
construção de alçapões sedimentol~gicos, doterminação das áreas
de despsjos, etc. ), pro jato de estruturas hidráulicas objetiva2
do direcionar o escoamento, obras de proteção do estuário COE
tra as ações do mar (molhes e quebra-mares), obras de proteção
de calha e de margem (diques, espigÕes e revestimentos), e dis
positivos de apoio à navegação (como a sinalização e o baliza
mento) .
111.6.2) Draqaqem
A dragagem representa uma prática usual
e de grande importância para a impiantação de eixos de navega
ção em regiões nstuarinas. Ela corrssponde basicamente 5 remo
ção do material de fundo, o que é faito através dos diferent~s
tipos de dragas, permit indo a obtenção das profundidades neceç
sárias para o tráfego seguro das embarcações na via navegável.
Conforme já foi mencionado no capitulo 11, os estuários corres
pondem a regiões de intenso transporte sólido, sendo caracteri-
zados por zonas sspecif icas de doposição do sedimentos (baixios
e barras); sstas acumulapões sao muitas vezes intensas e dinâ-
cas (variam espacialmente de ano para ano), sendo influmciadas
tanto pela qualidade das águas continentais quanto pelas águas
marítimas, o que dificulta a determinação em plantâ do canal de
navegação de projeto. Levando-se em conta esses problemas, to2
na-se necessária a construção de obras d~ melhoramento para a
fixação do eixo principal da navegação (diques, espigÕes,etc. ),
-

e a consequente utilização de serviços de dragagem na fase ini -
cial deste empreendimento hidráulico (para obter a profundidade
de projeto) bem como para a manutençgo permanente da via navegi
vel. Para se determinar com uma aproximação razoável a quantidz
de de sedimentos a serem dragados, bem como as zonas pref erenci -
ais de deposiçgo de material sólido, pode-se realizar estudos em
modelos reduzidos de fundo móvel, ou então utilizar as técnicas
dos traçadores (radioativos, fluorescentes ou tinturas); A F i s
ra (24) ilustra algumas aplical;Ões práticas sobre o uso de traça
dores nas análises de dragagem visando a implantação de canais
de navegação.
Um grande problema relativo 6 prática da
dragagem em estuários está relacionado ao processo de siltação,
já explicado no ~a~itwlo SI. I46 una certa interdependência entre
e do prisma de maré e certos fatores locais como difz
rença s de densidade da água, profundidade, largura, topografia
de fundo do canal, escoamento de água doce, viscosidade, e ou -
tros; dentre estes fatores, a relação com a profundidade é a
mais importante, visto que qualquer aprofundamento de um canal
natural para fins de navegação em trechos inferiores de rios ou
em cmstuários vai certamente afetar a distribuição de salinidada
a montante da região dragada e, desta forma, para pequenas mudan -
ças na profundidade do canal vão ocorrer grandes variações no
comprimento de intrusão salina; isto vai fazer com que o proce2
so de siltação se intenstfiqwe e, para este caso, a dragagem ao
invés de eliminar os baixios iria fazer com que eles aumentassem
o seu processo de formação, devida ao aumento na taxa de flocula
$0, o que tornaria o problema ainda mais dificil de se resolver,
elevando-se nas mesmas proporções os custos de manutenção da via
navegável. Uma outra precaução a ser tomada com relação à draga
gem é quanto determinação das áreas de despejo; 6 sempre acoi
selhável despejar o material dragado em terreno seco (em áreas
continentais) ou em áreas pantanosas atrás de diques, para evi
tar o retorno deste material ao canal de navegação e problemasde
poluição das águas estuarinas. É também importante se prever a
construção e a 10caliza~ã0 (o que é Peito através da tra~adores)
de sedimentolÓgicos para o armazenamento do material
que se deposita constantemente nas calhas dos estuários, visando
-

DIREÇÁO E CORRENTE
/
DIREÇÃO DE CORRENTE
a) pela análise dos traçado res pode-se alinhar o canal de na
vegação, em plan ta, na direção de corrente predominante.
TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
\
b) pela análise dos traçadores pode-se verificar o
melhor
alinhamento do canal de navegação em planta, e as princi
pais zonas de deposição de sedimentos.
CANAL DE NAVEGAÇÃO
c) pela análise dos traçadores pode-se determinar as áreas
de despejo mais adequadas e se há rstorno de material
-
para o canal de navegaçao,
Figura (24) - Exemplos de aplicação de traçadores na implac
tação de canais de navegação.

facilitar as operaçÕes de dragagem de manutenção da via navegi
vel, que seriam realizadas pontualmente e em periodos pé-deter -
mina do se
Apesar dos possíveis inconvenientes cau
sados pelas operações de dragagem, elas são absolutamente funda
mentais para a implantação de eixos de navegação em regiões
estuarinas; deve-se, no entanto, evitar os excessos de retirada
do material de calha, bem como realizar-se uma análise cuidado
sa das regiões a serem dragadas e das áreas de despejo de matg
rial; deve-se sempre procurar evitar ao máximo os trabalhos de
dragagem e utilizá-los somente quando a realização de outras
obras de melhoramento (como, por exemplo, estruturas para dirg
càonamento das correntes de ruaré de vazante ou de enchente, a&
çapÕes sedimentolÓligos, etc.) se tornarem insuficientes ou ing
dequadas. Com relação aos métodos de dragagem, existem basics
mente dois tipos principais: o de sucção hidráulica e o mecâni
co. As dragas hidráulicas trabalham, de uma forma geral, a Pg
nhando material de funde e água através de tubulações de sucção, e
ã mistura é descarregada, usando-se bombeamento, em um batelão
ou por uma tubulação até a área de despejo desejada; os tipos
usuals da dragas hidráulicas são as de sucção e recalque, e as
auto-transportadoras de arrasto; nas primeiras, as cabeças de
sucção podem ser com caracteristicas de cortador ("cutter") ou
então de aspirador ("dustpanw); as dragas auto-transportadoras
de arrasto &o utilizadas normalmente no caso de não existirem
áreas de dsspejo dispeniveis e, desta forma, elas representam
dragas de grande porte devido & localização de cisternas em seu
interior para receber o material dragado e lançá-lo no mar ou
em alguma região de possivel despejo. A s dragas mecânicas reti
-
ram o material de fundo através de dispositivos mecânicos e po
dem ser classificadas, de acordo com os tipos, como dragas de c=
çamba de mandíbulas ("clam&cll bucke t '*) , e scavadeira frontal
("dippert'), retro-escavadeira ("hoeV), de pá-de-arrasto ("drag-
linew) e de alcatruzes (" endless chain bucket"). Para se dete2
minar dentre os diferentes modelos de dragas existentes qual 6
o mais indicado para cada caso específico, 6 importante se ter
inf ormaçÕes detalhadas sobre os parâmstros de influência ambi-
tais como, por exemplo, solos, marés, correntes, transporte de
-
-

sedimentos e ondas; além disso, para se realizar a selsção do
tipo do draga a ser utilizado, deve-se analisar os aspectos da
profundidade de dragagem, quantidade e caracteristicas do ma tz
rial a ser removido, grau de poluição a ser gerada no ~cossisti
ma aquático, volume de tráfego do embarcações na via navegavel,
distância entre o local da dragagem e a área de despejo de ma-
rial, r outros.
111~6.3) Obras Fixas
Para a implantação e definição do canal
principal de navegaçao em estuários, normalmente torna-se necez
&rio a construção de diques e espigÕeç dovido às maiores instz
bilidades morfo-sedime:nto18gicas nestas regiões (trechos de
rios, e frequentemente meândricos), De acordo com a sua forma
hidrSulico-zstrutural, os diques r espigões podem se caracterl
zar como estruturas fechadas ou abertas (vazadas). As primeiras,
que sgo as mais cornumonte utilizadas, consistem de uma massa de
terra ou enrocamento protegida por algum tipo de revestimento.
3: âs estruturas abertas, que podem corresponder, por exemplo,
a uma fileira de pilares de madeira, são dimensionadas para pef
mitir que o escoamento passa através delas para a situação de
qualquer nívi.1 dtágua; o principio de funcionamento dessas obros
vazadas, muito utilizadas na construçÕes de ospigões para a prg
teção de margem, e o de absorver parte da energia do escoamento,
reduzindo a velocidadz de corrente e a capacidade de transporte
de sadimentos e provocando, portanto, a realização do processo
de deposição do material sólido.
De uma forma geral, os espigões
pondem a estruturas hidráulicas com ligação $s margens
corre2
e diri -
gidas transversalmente à corrente liquida; os elementos que pg
derão ser definidos no seu dimensionamento são o comprimento,
Y
altura, espaçamonto e se ssrao estruturas perm&veis (absrtas)
ou impermeáveis (fachadas). A função principal dos espigÕss e
a de armazenar sedimentos provenisntes do transporte sálido do
escoamento dtágu3 com o objetivo de proteção de margem da via
navegável e de fixação do canal principal em planta, como 6 mos
trado na Figura (25), sendo muito utilizados em estuários devL

. -
do a grande instabilidade de calha dessas regloes.
gs diquss são estruturas hidráulicas tam
-
za$o do escoamento através da eliminação ou redução do proces
bem de importante aplicaç& sm estuários e que visam a ~stabili
so de deposição de szdimentos realizando a convergência de cor
rentes fluviais ou de maré para obter um agrofundamento do cg
na1 principal, minimizando os trabalhos de dragagem, o promove;
do uma maior eficiência hidráulica e uniformidade de escoam-
#
to. Os diques alom de atuarem como guias corrantes, gerando uma
molhoria das condiçõzs de navogaçao, podem também ter funções de
Y
pro t açao do margem em trechos curvi1;neos do canal, o que pode
ser visto dr forma esquem6tica na Figura (25).
EANCO DE AREIA
r.
Figura (25) - Exenplo d- utilização de diques c espigooç.
Com relação aos molhes, eles são tipos
de estruturas também muito utilizadas em sstuários, construidas
geralmíntc na região da embocadura do rio. Conforme já foi abor
dado no itcm III.5.2, eles têm uma atuação similar a dos quebra
-mares, porém possuem ligação em terra. Os molhes têm a função
primordial de reduzir a ação das ondas (funcionando como obras
de proteção) ao musmo tnmpo em que zliminãm ou reduzem os efei
-
-

tos da penetração de sedimentos do mar para o estuario, poder!
do, também, realizarem uma convergência do escoamento de maré
(atuando como guias correntes), melhorando a uniformidad? e a
eficiência hidraulica do canal de navegaçgo zstuarino.
É importante sz ressaltar que a realiza -
ção de obras de melhoramento em estuários corrresponde a um prg
cesso muito dulicâdo, devido à fragilidade e complexidade deste
ecossistema, e a possibilidade de erros d~ projeto, dsvido ,por
excmplo, a uma má localização e um lay-out defeituoso dos di
ques longitudinais podem gerar sérios problemas quanto esta-
lidade hidráulico-sedimentológica do rogima estuarino e % pri
U
pria navsgaçao. Portanto, o projeto e construção de molhes, dL
ques e espigÕes em estuários devem ser realizados a partir de
análises meticulosas, incluindo investigaçÕes de campo e estu
dos em modelos reduzidos, bem como considerando-se as operações
de dragagem inicial e de manutenção ,s a localização ideal do s
possíveis alçapões sedirnentolÓgicos a serem implantados,
111.6.4 - Revestimentos paro proteção de Encostas
Conformz já foi explicado no item ante
rior, os diques e espiQÕes, além da possuirem outras caracteris
ticas funcionais, correspondom também a obras de engenharia ds
grande importância no que se refere a proteção de margens,o que
pode ser verificado, por exemplo, quando de sua construçao em
trechos curvilineo s da. via navegável natural e locafizados na
margem contava (que sofre maiores atuações de correntes), faz25
do com que eles promovam a proteção desta margem contra os efei
tos negativos de erosão e desbarrancamento. Um outro método mui
to comum de proteção de margens e encostas de um modo geral 6
a utilizaç& de revestimentos; a finalidade principal desses
trabalhos 6 a defesa de taludes, impsdindo o seu desmoronamento
,.,
e solapamanto quer por atuações de ondas e corr~ntes, variaçoes
de nível d*água devido à mar;, ou pela "batilhagem" das ondas
causadas pelas embarcaçÕes, que geram cf eitos nzgativos contra as
encostas, Para a aplicação de obras de revestimento, deve-se 12
"ar em consideração alguns tipos de critérios du projetos pric
cipais, a saber: o talude dc: encosta (das obras fixas, ou may
-
-

gensdas vias navegáveis) deve ser tal que nao possa ocorrer d-
LI
lizamentos, m-smo nas vâriaçoes mais abruptas de nível d'água;
o revestimsnto deve ser compacto de tal forma que não haja remo
ção da particulas sólidas devido a ação de correntes abaixo do
revestimento; elo dove tambóm garantir a proteção de todo o ta
lude, e ter o SEU inicio desde o ni/vel mais elevado de atuação
da água na encosta cstandendo-se at6 a calha da via navegável,
com o objetivo de evitar solapamentos de encostas; e o revesti
mente deve ser de tal forma flexival que se, mesmo apesar de se
adotarem todas as medidas mencionadas acima, ainda ocorrerem sg
lapamentos dc encostas, ele deverá ser capaz de se deformar sua
venente de acordo com os novos contornos de talude existentes,
sem quzbrar, rachar ou se danificar.
13s trabalhos de revestimentos de taludes
comportam projetos muito variados, procurando-se, sempre que
poss~vel, utilizar ma teriais que se possam encontrar nas proxi
midadeç da obra; desta forma, pode-se realizar atuações de prg
teção de margem, por exrmplo, usando-se desde um simples empg
dramento do talude, plantações de diferentes tipos de gramineas,
e faxinas de madeira, até a aplicação de matnriais sint~ticos,
blocos de concreto, asfalto, piche e outras qualidades de prodg
tos. Em geral, os revestimentos podem se classificar ds acordo
com dois tipos diferentes: os permeáveis e os impermeáveis; os
revestimentos permeáveis têm uma superf lcie "aberta", ou seja,
permitem o escoamento d'água através da estrutura hidráulica,
que pode ser um diqus, um sspigão, um molhe, ou um quebra-mar;
eles normalmente requerem uma ou mais camadas de material fil
trantc para reter as parti'culas do solo, podendo ser utilizados
os filtros granulares ou sint$ticos, que vão ter uma maior i m
portância de aplicação principalmente no caso da sub-camada ser
de areia; j; os tipos imperme;veis impedem a penetração dz água
através do talude. Na Figura (26) são mostrados exemplos ds. difg
rentes formas de revestimentos para proteção de encostas.
Para melhor representar a aplicação de
diques, espigões c atuaçÕ€s de revestimento, ilustramos, a se
guir, um desenho com a utilização destes tipos d~ obras de eE
genharia para melhoramento das condições de navegação em um e2
-
-
-
-

COBERTURA DE PEDRA
COM CAMADAS DE FILTROS
WCESSIVOS DE CASCALHO
E AREIA
CASCALHO GROSSO MIS-
TURADO COM UMA AR-
GA M ASSA A D EOUA M MEN
TE PREPARADA
COBERTURA DE PEDRA
COMUM, CAMADA DE CAS.
CALHO E UMA PELICULA
DE NYLON
BLOCOS DE CONCRETO
UNIDOS COM UMA CA-
MADA DE MLON
COBERTURA DE-PEDRA
COM UM COLCHA0 FIL-
TRAHTE DE FAXINAS
W WTRO MATERIAL
TECIDOS DE NYLON COM
ENCHIMENTO DE ARELA
OU LRGAMASSA.
- 2
C GRAM~EAS PLANTADAS PEDRAS COM AS FALTO CONCRETO ASFALTICO
V) [L
y k?
w z
a
EM CAMADA M /YIGILA
Figura (26) - Exemplos de diferentes formas de reves
-
Cimentos para proteção de taludes.

tuário ou trecho aluvial de rio, mostrado esquematicamente na
Figura (27); neste exumplo da Figura (27), o objetivo primordi
a1 das obras de malhoramanto é o de transformar o alinhamento
de um canal de navegação natural irregular em uma curva suave.
W
111.6.5) Dispositivos de Apoio ?i Navugacao
0s dispositivos de apoio ?i navngaçzo vão
normalmente ser caractarizados pela sinalizaç~o e balizamento
da via naveggvel, e o grau de acurgcia e confiabilidade deçsrs
elementos definirão a capacidade de segurânça das embarcações
de, por oxemplo, permaneczrem dentro dos limites de Qn canal de
navegação ou rnalizarrm manobras em uma bacia portuária. Para
se fazer uma análise dos tipos de dispositivos de apoio navs
gação adequados para cada situação em estudo, deve-se ter conh~
cimento das condiçõus 0 circunst~nciaç locais, como, por exep!
plo, as caracterlsticas fisicas da via navegável natural (geome
tria e estabilidade de canal, formação de baixios e bancos de
areia, variações de níveis dg6B~a sazonais e d3vido ?i maré, velcfidadss
de correntes, ma t~riais de fundo, etc,); condições climáticas
(ventos, nevosiros, etc.); 2s caracteristicas da embarcação de
projeto a trafegar na via navegável; as disponibilidades f inan
.c
ceiras possivois; uxperiência do piloto do navio; e outras.
r? sinâlização vai representar, de uma f o ~
ma geral, indicações ao piloto da ~mbarcação para alertá-lo
quanto ?I localização de obstáculos e perigos ao longo da via na
vegável (ilhas, baixios, materiais afundados no leito, etc.),ifi
formá-lo quanto a dados gerais (marcação de quilometragem de
viagem, indicação da distância do canal na perpendicular à ma2
gcm, pontos de rcf ersncia éxistentes, etc,), c, finalmonte, ori
atá-lo com relação ao posicionamcnto da crnbarcação a ser tomado
Y
ao longo dc seu percurso (como o seu afastamania ou aproximaçao
da margem, indicações quanto ao diracionamento correto da 5mbar-
cação no canal dc navsgação principal, etc.). O balizamento vai
ter a função principal du caracterizar o canal de navegação em
w
planta, de forma que o tráfego das ombarcaçous seja realizado
de mansira segura; a Figura (28) mostra esquematicamente, um
exsmplo d~ balizamento du um trecho de via navsgávcl,
-
-
-

DIQUES
Figura (27) - Exemplo de aplicação de obras de melhoramel!
to para navegação em estuários.
DRAGAGEM

A marcação do canal para instalação dos
dispositivos de apoio
N
navsgaçao e rsalizada com mais frtlquCn
Y
cia atravss de bóias e dz balizas fixas; as balizas sao mais
utilizadas para o caso de trachos ds canais do navngação relati
vament2 fixos (dovido, por exonplo, 5 construção de obras de mo
lhoramcntos como diqu3s e ~spigõ"~), .OU seja, quando há uma cer
ta estabilidade ds calha dos canais de navegação; já as bóias
possuem uma maior flnxibilidads de opsração, sendo ds aplicação
N
mais importante para o caso de canais de naviigaçao ds lsito m i
vel; desta forma, ao longo da via navegável, as instalações ds
balizas fixas 2 bóias podzm se alternar de acordo com o trecho
do canal, podendo-s3 utilizar um sistema de balizamento através
de marcadores e luzi's fixos na margem, bem como as bóias conven
cionais compostas com marcadores luminosos e ma teria1 retro-re-
fletivo. Os melhoramzntas através dos dispositivos de apoio à
navegação necessitam, tambsm de acordo com o caso em estudo, de
melhorias no padrão e acurjcia das bóias de marcação do canal
(em rsla$o às variações de dvcl d'água devido 5 maré, desq
volvimento tecnolÓgico, etc.); da aplicação de sistemas ds r2
dar, aumentando a segurança da das smbarcaçõas de'
tro do canal de navegação projetado; da utilização de sistemas
de rádio, fornecendo informaçõ~s sobrc as condições hidrográf i
tas, matsouolÓgicas e de tráfego, bom como auxiliando também no
posicionamento da embarcação na via navegável; e outro S.
/ ZONA DE DEPOSIÇÃO \
DE SEDIMENTOS
Figura (28) - Exsmplo de balizamento de um
trecho de via navegável.
-
-
-
-

No presente capitulo procuraremos abor -
dar diferentes casos práticos e exemplos de aplicações (como a
modelagem matemática, modelagem f isica, implantação de canais de
II
navegaçao, problemas sedimentolÓgicos em estuários, etc.) rela
tivos à temática global deste trabalho, tentando utilizar de
uma forma geral, as situações de projetos e estudos já realiza
-
dos em terras brasileiras.
IV. 1) DESCRIÇÃO MATEMATICA SUCINTA SOBRE O COMPORTAMENTO ESTUA
RINO - APLICAÇÃO AO ESTU~RIO DO POTENGI (RN)
Devido ao fato de que grande parte deste
trabalho teve um cunho descritivo e dissertativo em relação aos e2
tuários, achamos importante, em termos de complementação desta
obra de pesquisa, que se realize também uma descrição matemáti
ca sucinta sobre o comportamento estuarino. Para isto,desenvolvg
U
remos as equações hidrodinâmicas básicas e as equaçoes gerais
dos processos de mistura em estuários, e utilizando, ao fina1,um
um exsmplo de aplicação de um modelo matemático em que considg
raremos o caso do estuário do rio Potengi,
A s equações hidrodinâmica s básicas estão
relacionadas com as equações de estado, de conservação de massa
e de conservação da quantidade de movimento.
IV. 1.1.1) ~~uação de Estado
Em uma análise geral, temos que f' =f(~,T,p),
mas para a maioria dos estuários tem-se quep=f(S) ou, então,
p sf,(l-KS), onde, de acordo com a nossa notação, P = densida
de da água no estuário; fi = densidade da água do mar =1.025tf/m T ,
S = salinidade; T= temperatura; p= K= constante dimen -
siona 1.
-
-

1v.1.1.2) ~~uaçÕes de ~onservação de Massa
~ ~ u a da ~ ãContinuidade o
A equação da continuidade, que é determi -
nada considerando-se o princípio f i sico da conservação de massa
para a água, pode ser obtida a partir de um volume infinitesi
mal, conforme está mostrado na Figura (29).
/.
\
eixo x: direção para fora
do estuário
eixo y : direção para a mo
eixo z
gem esquerda do
estuário, olhando-se
de montante para ju
-
sante
direção vertical de
baixo para cima
são os componentes
da velocidade nos
eixos x, y e z respes
tivamente.
CI
Figura (29) - Volume de controle para obtenção das equaçoos
matemáticas representativas do comportamento
estuarino.

As componentes de velocidade nos eixos
CI
x, y e z sao u, v e w, respectivamente. A água pode ser considg
rada como um fluido incompressivel (psconstante) e, desta foz
ma,a conservação de massa se torna idêntica a conservação de v2
lume. O princípio de conservação de massa implica que o fluxo
de massa (ou volume) através do volume inf initesimal mostrado
na Figura (29) é igual a zero, ou seja:
m
fluxo de massa = densidade x velocidade x área da seçao
transversal (M/T)
1v.1. 1.2.2)~~uação de ~istribui~ão de variáveis (ou de Bafanço
Salino ou de ~ifusão)
A equação de distribuição de variáveis
é obtida a partir do princípio da conservação de massa aplicado
para o material em suspens~o
m
na água. Para se chegar à equaçao
final, de acordo com KJERFVE (481, deve-se calcular o transporte
de material em cada direção (x, y e z) e realizar-se a soma das
parcelas, igualando-as à variação dentro do volume de controle
representado na Figura (29), conforme é mostrado a seguirs
transporte de material na direção x:
p c u d ~
dz - ( pcu+ A(pcu) )dydz = -A(pcu)dydz (2)
transporte de material na direção y:
pcvdxdz-(pcv+A(pcv))dxdz -A(pcv) dx dz
transporte de material na direção zr
pc w dx dy-(pcw+A(pcw)) dx dy= -A(pcw) dx dy
variação total de massa dentro da parcela =
= d (gc ) dx dy dz
d t
(5)
A variação de massa dentro da parcela dz

ve ser, de acordo com o principio de conservação de massa, igua -
lada à variação de massa devido ao transporte. Desta forma, sc
mando-se (2), (3) e (4) e igualando-se a (s), tiramos:
dIPc) dx dydz=-A(pcu) dy dz-A(pcv) dxdz- n(pcw) dxdy
(6)
d t
Dividindo-se (6) por dx.dy.dz e tirando-se o limite, te -
Deve-se ressaltar que a formulação da equação (?)não con
sidera o processo de difusão molecular. Uma outra análise que
podemos realizar a partir da equação (7) 6 com relação aos l i m- i
tas de variação da massa espec:f ica ( P ) e da concentração de
salinidade (c = 5). As faixas de mudanças de P e S da água doce
3
para a água salgada são 1.000-1.030tf/m e 0.1-35%0, respectiva - *
mente; desta forma, podemos observar que o alcance de variaçao
de S é muito maior do que de , o que nos permite considerar
na equação (7) o valor de / como uma constante no tempo e no e2
paço em comparação com a concentração c. A partir dessas suposi
CÕes, e utilizando agora ci pircela não-conservativa, tiramos que:
I
A=- acu) acv) 2(cw)
(8)
a t a x av az +
C*
que é a equação geral de distribuição de variáveis, onde c é a
concentração de um constituinte conservativo e c, a taxa
de conc~ntra~ão devido ao comportamento não-conservativo do e2
tuário.
1v.1.1.3) ~~ua~ões de ~onservação da Quantidade de ~ovimento(ou
Ii.
Equaçoes ~inâmicas)
A s equaçÕes de conservação da quantidade
de movimento obedecem 2 segunda lei de Neuiton em um sistema de
I)
coordenadas móvel. Em estuários, essas equações de movimento sao
normalmente expressas em termos de 3 equações componentes inde -
pandentss em um sistema de coordenadas cartesiano. Desta forma,
partindo da segunda lei de Newton e desprezando, conforme ta'
-
bém fizamos para as equaço-s de conservação de massa, os proces
sos moleculares (como o atrito de fundo e tensões de cizalhamen
to internas), vamos ter,
-
-

onde: rn: é a massa da particula fluida (parte inf initesimal do
fluido contendo çernpr? as rnesrnâs mol6culas ao longo
do tempo)
Vt é a velocidade da particula fluida
tt é o tempo
LF: é a soma de todas as forças atuantes nesta partícula
fluida.
Considerando-se as forças normais(devido
5 variação de pressão), de volume (devido aceleração da gravi
dade) E devido à aceleração de Coriolis*, substituindo-as na
equação (9) e fazendo urna análise matemática similar à realiza
-
da no item IV.1.1.2, teremos3
direção y: pdx dy dz - d v + pdx dy dz fu = - Jp dx dy dz
d t d~
onde: fa 6 o ~arârnetro de Coriolis
0: é a latitude local
ri$ 6 a tara de rotação da terra = 7.29 r 10-~rad/s
-
p: pressa0
g: 6 a aceleração da gravidade
dw - s O (aproximação hidrostática)
d t
,
dx dz
LJ = ,; V = ; w = (componentes da velocidade V)
A seguir, devemos considerar o valor da

aceleração d~/dt como tendo componentes locais e convectivas e,
desta forma, para cada eixo coordenado teremos:
ACEL.
LOCAIS
V
ACELERAÇÕES DE CAMPO (CONVECTIVAS)
Podemos observar pelas equaçÕes(14), (15)
e (16) que, as acelerações locais vão ser nulas para um escoame2
W
to permanente ( h ~/ht=o) e que as acelerações convectivas vao
ser nulas para o caso do escoamento ser uniforme (dV/bx= =
= bv/bz = O); no entanto os escoamentos em estuários são normal
ment~ não permanentes e variados. Além disso, de uma maneira gg
ral, podemos considerar desprezível a variação de velocidade ao
longo do eixo vertical (dw/dtxO) e também o seu respectivo ter
mo da aceleração de Coriolis (como é mostrado no Apêndice A).
Desta forma, substituindo (14), (15) e
(16) em (10). (11) e (12), e desenvolvendo matematicamente, ti
ramos,f inalmente:
[a: CI
equaça o +.- +v- a v a v +,,=-
em Y
a x
+wa
Y a z
1
-
Y ay
(18)
- Equações Gerais dos Processos de Mistura em ~stuários
Os processos de mistura estuarinos c02
respondem à uma distribuição com média temporal ( "time-averaged")
de um constituinte em dissolução ou em suspensão na água devido
aos processos de dispersão (difusão + advecção).

A distribuição com média temporal 6 noz
malmente realizada para se considerar os efeitos dos fluxos e
tensões de turbulência no escoamento, e iremos analisá-la a SE
guir.
Suporemos, inicialmente, uma variável
instantânea qualquer - m de tal forma que:
-
onde: m: é a média temporal de curto prazo ('tshort-term time
mf: 6 o termo da flutuação em torno da média
A média temporal I?I é definida por:
average")
O termo de flutuação mf quando integrado ao longo de to
do o intervalo deve corresponder a zero,ou seja:
r7
O valor de pode corresponder, por exem -
plo, às velocidades u, v e w, a uma pressão p ou a uma conce'
tração c. Esta análise é importante para a definição do estudo
da turbulência, em que a variável inçtantha varia randomicamen
te com relação ao espaço e ao tempo em torno de algum valor mé -
dio. Este processo 6 de dif icil interpretação e, para realizarse
um estudo mais simplificado, 6 comum considerar-se, analoga
mento ao caso da variável m, a decomposiç~o, por exemplo, da vg
locidade de escoamento (V) através de sua média (V) e de uma
componente de flutuação (V') que 4 zoro quando integrada em um
W
intervalo curto de tempo (a ); sstes .,lmentos istao representg
dos através das equações (zo), (21) e (22) mostradas a seguir:
-

O tempo de média ( 3 ), de acordo com
Mc DOWELL e O'CONNOR (54), 6 tido como sendo da ordem de 1 a 10
minutos.
Para situações de maior complexidade no
escoamento de marés em estuários pode-se tambgm realizar estg
dos em determinados sistemas oscilatÓrios (certos tipos de modg
10s de marés), e outras análises.
No entanto, neste trabalho, procuraremos
nos deter na análise dos fluxos e tensões de turbulência consi
derando a distribuição de média temporal, como veremos a seguir,
C*
Utilizando, inicialmente, a equaçao da
continuidade (equação(l)) e substituindo cada valor de variável
instantânea - m pelo valor E + mv, integrando em relação ao tempo
para o a e dividindo por 2, vsm:
Verificamos, portanto, pelo desenvolvi
mento matemático realizado, que a equação (23) coincide com a
equação da continuidade.

Fazendo, agora, o mesmo procedimento pa-
ra a equapão de distribuição de variáveis (equação (8)), dev-
mos, inicialmente, observar o seguinte:
- - rn e 2
CI
sao duas variáveis quaisquer
Aplicando as equações (24), (25) e (26)
em (8) e utilizando o mesmo procedimento anterior, tiramos:

Desta forma, teremos:
-
ac aE -v- ac _,- - JC -----at
i a x 2 Y az : ax 2~ az i
acZ3 acZ) a(Zi +
C (27)
x
v J
variação fluxos de transporte fluxos de 'iurbulência variação devconcentraçáo
local devido a advecçao devido 'a difusão devido ao comportamen-
de conc. to não conservativo dos
estuários
0, acordo com Mc DOWELL e 0'COFJNOR ( 54 ),
os fluxos turbulentos podem ser escritos comot
onde Lx, Ey e Lz são os coeficientes de difusão.
Portanto, iremas ter r
Realizando, agora, o mesmo tipo de análi -
se para as equações de conservação da quantidade de movimento
a
(equações (17). (18) e (19)), chegaremos, para as sxprsssoas fi
naiç, que a equagão (19) não se alterou e as equações (17)e(18)
passaram a ter a seguinte forma:
I I I I
V V v
aceler. aceleração convectiva aceler: gradiente tensoes de turbulência de
I oca I de de pressão Reynolds
Coriolis
Analogamente ao caso anterior, podemos ainda escrever?
J

onde Di são os coeficientes turbulentos de viscosidade. Normal -
mente, os valores de u'u' e de u'v' podem ser desprezados em
CI
comparaçao com u'u' e, desta forma, teremos para as equaçoes
1~~1.3) Exemplo da ~tilização de um Modelo ~atemático para Es
A simulação matemática corresponde a um
dos elementos de grande importância nos estudos dos fenômenos
estuarinos. A aplicação de modelos matedticos de fundo mÓve1
são os mais indicados para esta análise, já que levam em considg
ração problemas usuais em estuários como taxas de sedimentação
elevada s, dragagens, modif icações nos prismas de maré devido 2
construção de estruturas hidráulicas, etc., e as suas respecti
vas influências e alterações no regime estuarino; nestes mode
los, além das equações de conçervação de massa e da quantidade
de movimento, são também consideradas equações de concentrasão
relativas ao transporte de material sólido.
1~~1.3.1) Fundamentos ~eóricos para a aplicação da ~imulação
temática.
A s equações básicas para o cálculo de
propagação de maré em estuários e de aplicação em modelos mate
mát icos correspondem 5 equação da continuidade (de
CL
conservaçao
de massa) e equação dinâmica (de conservação da quantidade de
movimento), cuja s expressões gerais já foram desenvolvidas no
item IV. 1.1 do presente trabalho. Pode-se, no entanto, reescrg
ver-se estas mesmas equações de outras formas, de acordo com o
tipo de estudo a ser realizado e as condições específicas de
análise do problema; através da utilização de um trabalho elabg
rado por SILVA e MASCARENHAS (81), que supõe um escoamento prg
U
ponderantemente unidimensional, podem ser formuladas equaçoes

separadamente para a fase liquida e para a fase sólida do escoa -
mento, como é mostrado a seguir.
Para a fase liquida do escoamentos
equação da
dh + v b h + h c)V=O
continuidade ò t d x d x
- equaçao
+ Q V V-.&.!L + 9 - + g-- &a = - 9Sf
dinâmica b t à x d x x
onde:
Parâ os sedimentos, tem-se:
+--
da + - cFT &V dT dh =o
C+ t &V bx bh dx
(33)
( 34)
x = abcissa medida ao longo do eixo do estuário, a partir
da foz.
t = tempo decorrido a partir de um instante inicial.
-
x e 1: = variáveis independentes.
h(x,t) = profundidade média do estuário,
~(x,t) = velocidade média na seção transversal,
a(x,t) = cota de fundo do leito do estuário,
~(s,t) = vazão sólida na seção transversal por unidade de
largura.
O termo Sf representa a perda de carga
por atrito ou a declividade da linha energética do escoamento
e, pela fórmula geral de Manning, pode ser escrita por:
ondes
n = coeficiente de rugosidade,
R = raio hidráulico da seção transversal.
p = parâmetro numérico a ser determinado.

O sistema de equações (32 ), (33) e (34 )
pode ser escrito sob forma matricial, com o objetivo de simpli
ficar a análise matemática do problema, e, de acordo com SILVA
e MASCARENHAS (81), podz ssr sscrito da seguinte maneira:
ou: - 4
Utt AU,+ B = O
onde - U é o vetor de variáveis dependentes, e e 1 são respecti
vamente matriz e vetor de coeficientes.
Demonstra-se que os auto-valores da
matriz - A são as velocidades de propagação de modificações nos
niveis de escoamento e do leito e são obtidos pela resolução da
seguinte equação carac tcristica:
IA- h11 = O ( 38)
onde - I é a matriz identidade. No caso do sistema definido
equação (36), iremos ter, partindo-se da equação (38):
pela
2
.'. -A(V-A) t h.g. - (V- A). g.- -(-X1.g.h = O
& h b V
-

2 2 3
.'. - A V + 2 V X - X + g.h a. - Q.V.
d-h &v b V
+ X . g . d + +.g.h = O
Na equação (39) as raizes AI e X2 repre
sentam a velocidade de propagação de niveis nos dois sentidos e
X~ representa a velocidade de propagação de modif icaç&s no
leito do escoamento.
1~~1~3.2) ~ ~ l i c a do ~ ãModelo o ao ~stuário do Potengi (RN)
O rio Potengi, localizado no Estado do
Rio Grande do Norte, tem em seu estuário um importante polo de
desenvulvimento da região, situando-se ai implantações portug
rias e de navegação de rekvância, como o Porto E! a Base Naval
de Natal. Na Figura (30) está representado um esquema com a 12 -
calizaGão do estuário e as suas respectivas seçoes
de cálculo (SE-1 a SE-5).
O rio Potengi é também um rio intermiten
te, de forma que o escoamento d'água em seu estuário 6 influen
ciado quase que exclusivamente pelo regime das marés, qus p o ~
suem características semi-diurnas e penetram na calha estuar ina
até um comprimento de cerca de 18 Km de extensão; a variação m i
dia das marés é de 2.30m para as marés de sizfgia e de 0.85m pa
-
ra a s ele quadrat ura .
Aplicando a equal;ão (39) definida anteri
ormente, calculou-se as suas raizes X I , h* F! h3 , obtendo-se$
X1= 8.16ds; X2= 7.28m/s; X3= 0,42m/h. O s valores de JT/~v e
b~/bh para este cálculo foram determinados com base na fórmula
de Engelund e Hansen, que foi utilizada para o cálculo da vazão
sólida T. Para o cálculo hidrodinâmico da propagação de maré
(fase líquida) usou-se o esquema implicito de diferenças fini
tas de Preissmann; a equação para a fase sólida foi discretizada
-
-

Figura (30) - ~ocalização
do estuário do ria Pote
gi - Natal (PORTOEIRAS - INPH (41)).

através de um esquema explicito de diferenças f initas também
mencionado no trabalho de SILVA e MASCARENHAS (81). Resolveu-se
a fase liquida e a fase sólida separadamente(~ara a maré de qua-
dratura do dia 06/05/80) e, tomando-se como seção limite as
SE-1 e SE-4, obteve-se para as seções intermediárias SE-2 e SE-3
os respectivos maregramas e curvas de corrente (~igura (31)), e
evolução das cotas de fundo (~i~uras (32) e (33)).
IV.2) O CANAL DE NAVEGAÇÃO DA ILHA DAS ONÇAS: LIGAÇÃO HIDQOVI~ -
RIA BELÉM - VILA DO CONDE (PA)
Este exemplo prático sobre a implantação
de um canal de navegação na Ilha das Onças foi obtido a partir
de trabalho realizado por MOREIRA et al, (55), resultado de
uma atuação conjunta entre a PORTOSR~S e a HIDROESB - Saturnino
de Brito S.A..Os estudos e projetos para a construção deste c2
na 1 originaram-se devido a crescente dgmanda para ot imização dor
sistemas de navegação na área de influência da cidade de Belém,
para atender principalmente às exigências de grandes polos in
duçtriais recentemente a í implantados com localização à
cidade de Barcarena e do complexo portuário de Vila do ~onde(na
Baía de ~arajó), As rotas de tráfego existentes na região, no
periodo anterior ?I elaboração do projeto, não permitiam uma c01
t inuidade na movimentação da s embarcações devido ao acentuado
assoreamento existente ao sul da Ilha das Onças e grande agi
tação da superficie liquida em suas proximidades, o que limita
va o calado das embarcações e, desta forma, tornava descontínuo
e também inseguro o transporte de carga e passageiros na região
em
Anteriormente ao projeto de ilha das Oc
ças, a ligação hidroviária Belém-Barcarena Velha ou Cafezal era
executada cuntornando o sul desta ilha, num trajeto de aproxima -
damente 36 Km, usando a rotas baía de ~uajará (canal do rapa ri)
- canal do carnapijÓ - furo do Arrozal e rio par; (bala de Mara
jÓ), conforme se pode observar pela Figura (34); procurando r=
duzir este percurso, idealizou-se atravessar a ilha das Onças
utilizando-se, após o estudo e comparação de alternativas de
projeto diferentes, os furos existentes do Piramanha e do Cavg
-
-
-
-

Figura (31) - Maregramas e curvas de corrente nas seções
SE-2 e SE-3 do estuário do rio Potengi
(SILVA e MASCARENHAS (81)).

-Figura (34) - ~ocaliza~k
geográfica oa Ilha das Onças -
. PA (HIDROESB (39)).

do, o que proporcionaria uma economia de percurso de cerca de
10 Km em relação à rota já existente antes citada, além de pro
piciar uma navegação mais tranquila e sem os inconvenientes da
agitação frequente que ocorre na baía de ~uajará e nos canais
usualmente percorridos pelas embarcações.
Para a elaboração do projeto final do c2
na1 de navegação da Ilha das Onças foram, inicialmente, realiza
dos estudos e levantamentos de campo. Foram feitos levantamen
tos topo-batimétricos e geotécnicos, bem como observações de ni
veis d'água e correntes, procurando-se caracterizar os regimes
morfolÓgicos, hidrológicos e de marés da região. Com relação
aos estudos de marés, a rede hidrométrica se constituiu de 2
postos maremétricos, distribuidos pelos furos da área de projg
to, como está mostrado na Figura (35); os postos registradores
foram implantados um na embocadura do furo do ~atário (lado da
baia de ~uajará) e o outro na do furo do Piramanha (lado do c%
na1 do carnapijó), permitindo, desta maneira, que se obtivessem
os niveis instantâneos nos dois lados da ilha das Onças (todos
os postos foram amarrados altimetricamente a uma mesma referêc
cia de nivel); os postos maremétricos foram operados durante os
em que se efetuaram medições de correntes e campanhas
de perf i1 instantâneo da linha d'água. Com relação 5 obtenção
dos perfis da linha d'água, foram realizadas 6 campanhas de me
dição, cobrindo os pariodos de estiagem e de cheia, e que evi
I
denciaram o fato de que nos postos interiores os niveis d'água
iniciam o movimento ascendente ou descendente alguns minutos 2
o dos postos localizados nos extremos dos furos ou
às embocaduras, sobretudo na fase de maré de sizigia. 0s levar!
tamentos de correntes foram realizados em duas fases distintas,
correspondentes aos períodos de cheia e de estiagem; durante
t
cada periodo hidrológico foram efetuadas medições em fase de si
zigia e de quadratura, cobrindo-se, em cada campanha, um ciclo
completo de maré; foram escolhidas 5 áreas para os levantamentos
de correntes, com um total de 18 verticais de medição, conforme
está mostrado também na Figura (35). Com relação ao levantamen -
to topo-batimétrico, que 6 importante, por exemplo, para o cá1
culo dos volumes de dragagem necessários, ele permitiu a exec2
$0 de desenhos em escala 1~1000 (furo do cavado) e 122500 (fz
-
-
-
-

DESENHOS
S/ESCALA
Figura (35) - ~ituação
em planta dos levantamentos de marés
e de correntes na Ilha das Onças (wIDRoESB(~~)).

o do iram manha) cobrindo toda a área do projeto, com curvas de
nivel e batimétricas de 1 em 1 metro e de 2 em 2 metros respeg
tivamente. Sobre os levantamentos geotécnicos foram realizadas
sondagens a percussão, que caracterizaram a natureza do solo sz
perficial como sendo predominantemente argilosa, possuindo em
vários pontos a ocorrência de mat6ri.a orgânica; no sub-solo fo
ram identificadas argilas arenosas e pouco arenosas com raras
ocorrhcias de areias siltosas; as sondagens geotécnicas, desta
forma, permitiram não só o estuda da estabilidade dos tal5
des de margem, mas também foram de importância nos estudos para
especif icação dos equipamentos de dragagem.
Após a etapa de levantamentos de campo,
que possibilitou determinações seguras de dados para projeto,
foi poss;vel, então, realizar-se a fase seguinte, corresponde~
te ao dimensionamento do sistema de navegação propriamente dito.
A implantação deste empreendimento hidráulico foi analisada con
siderando-se duas fases distintas; na fase inicial (pr imsira fa
se) o canal deverá possibilitar o tráfego de embarcações e bar
caças que, no periodo de realização do projeto de Ilha das 02
çaç, operam na região e que utilizarão esse eixo de navegação
para o transporte de materiais e equipamentos destinados r; cons
trução do porto de Vila do Conde e de complexos industriais; o
canal deverá também atender o tráfego de poquenas embarcações,
responsávsis pelo transporte de passageiros entre ~elóm e as c&
dades e núcleos na área de influência da capital; já na segunda
fase, o canal deverá suportar o tráfego dos comboios que serão
utilizados no sistema de transporte de bauxita oriunda das jazi
-
das de Paragoininas com destino a Vila do Conde e Barcarena (c2
ja localização geográfica se acha representada na Figura (34)).
A definição da melhor alternativa de projeto, relativamente aos
aspectos técnicos e econômicos, correspondeu àquela que procg
rou aproveitar ao máximo a calha natural do furo do Cavado, com
a realização de ajustamentos para melhor posicionar o canal de
navegação em relação ao leito do furo do Cavado, possibilitando
uma maior facilidade de deslocamento das embarcações de projeto.
Após a seleção da melhor alternativa, passou-se a analisar, ng
ma fase seguinte, a influência das declividades dos taludes de
margem, que vão representar um fator de importância na defini
-
-
-

ção da geometria das seções transversais do canal, na obtenção
dos volumes de dragagem e, portanto, nos custos totais da obra;
para isto, considerou-se a situação mais crítica de niveis dtá
gua possíveis de ocorrer durante e após a construção da via ng
vegável, o que está mostrado na Figura (36), em que seleciona
ram-se duas inclinações para o talude escavado (1:4 o 1:3) para
a análise de estabilidade dos taludes de margem; optou-se pg
ra o valor lr3 (v~H), devido principalmente à maior economicidg
de nos volumes de dragagem e, portanto, no valor total da obra
a ser implantada, ao mesmo tempo em que proporciona também a e=
bilidade de margem necessária para a segurança da obra; deve-se,
neste caso, considerar uma proteção de margem, em que suge
riu-se a utilização do plantio de uma vegetação nativa conheci
Y
da por "aninga" de modo a proteger as margens contra erosoes
provocadas pela ação das correntes e batimento de ondas devido
ao tráfego das embarcações flutuantes.
Com relação ao dimensionamento hidráuli -
co do canal de navegação da Ilha das Onqas, as análises usuais
de profundidade e largura (como as realizadas no item 111.3 do -
presente trabalho) foram feitas à luz de outras consideraçoes,
visando a obtenção du uma dimensão final mais economica e sem
pre juizos significativos com relação 5s diretrizes e critérios
do projeto; no caso do dimensionamento da profundidâde do canal,
analisou-se basicamente a influência predominante do 'psquat I', 2
dicionando-se, além disso, uma folga vertical; determinou-se ta;
bém a velocidade econ6mica de tráfego para o caso mais desfavz
rável correspondente 5 situação de nivel d'água mínimo de proje
to (cota - 2.0Om) e compravou-se que, com a elevação do nível
,"
d'água pela penetração da maré através do canal de navegaçao,
as situações melhorariam sensivelmente, o que permitiria a movL
mentação de embarcações a maiores velocidades; relativamente ?I
largura do canal de navegação, considerou-se o cruzamento de em
-
barcações, porém com impedimento de ultrapassagem e, por um cr&
t8rio econômico, chegou-se a um canal de navegação cuja geomg
tria está representada na Figura (37). Foram analisados também
os trechos curvilineos do canal e, de acordo com XX PIANC (70 ),
obteve-se uma conf armação tipica como a mostrada na ~ i ~ u(38). r a
-

Figura (37) - ~iaensões do canal de navegação da Ilha
das OnGas (HIDROESD (39)).

Rrn = RAIO MÉDIO (EIXO DO CANAL).
NOTA : PLANTA NO NIVEL DO PLANO DE NAVEGAÇÃO COM LARGURA
-- DE 3.8b.
Figura (38) - Sobrelarguras em trechos curvos do canal
ds navegação da Ilha das Onças (HIDROESB
(39)).

Com o objetivo de realizar a implantação
e operação do sistema de navegação da Ilha das Onças, optou-se
tambim pela construção de diques de contenção, localizados em
áreas às margens do canal, que seriam utilizados como
áreas de bota-fora para receber o material dragado, escolha e2
sa baseada no fato de que o custo de dragagem cresce com o com
primento do recalque e também de que os diques de contenção evi
tam que o material dragado retorne ao canal de navegação após a
dragagam; dentre as soluçÕes que foram analisadas para a cons
trução do dique, a que empregava sacos cheios com areia foi coi
siderada a mais adequada, tanto no aspecto técnico como no ecg
nÔmico. tom relação às operações de dragagem, indicou-se a uti -
lizaçao de uma draga de sucção e recalque com caracteristicas d&
ferentes da primeira para a segunda fase de projeto, cujo es
quema de operação é mostrado esquematicamente na Figura (39). i!
importante que se considere também operações de de sma ta ment o
(utilizando-se ferramentas manuais e moto-serras portáteis), bem
como de destocamento e desraizamento (com o uso de uma escava
deira, como é representado na Figura (39) ) nas áreas de influên
tia do canal, com o objetivo de facilitar a implantação da na-
gação e OS trabalhos de dragagem a serem realizados.
1V.3) ANALISES EM MODELOS RE9UZIDOS VISANDO A MELHORIA DAS CON
DIÇ~ES DE NAVEGAÇÃO NO ESTUARIO DE SANTOS (SP)
O presente item de nosso trabalho foi
realizado utilizando-se estudos s análises elaborados pela POR
TOBRAS-INPH (42). Com relação ao estuário de Santos, 6 nesta
gião que se encontra um dos mais importantes portos do Brasil,
o de Santos; as instalações deste porto estendem-se ao longo de
ambas as margens do estuário de Santos, limitado pelas ilhas de
são Vicente e Santo Amara, como se pode observar pela Figura
(40); o seu acesso é feito através de um canal dragado consti
tuido de 2 trschos: um exterior, na baía de Santos, com 8 -
metros de extensão, e outro no interior do estuário com cerca
de 19.5 quilÔmetros, também representados na Figura (40). Além
disso, esta é uma região que recebe as águas de vários rios pe
quenos provenientes da Serra do Mar, que atuam signif icativamen
-
te no volume de material sólido existente no estuário de San
-
-
-

Figura (40) - ~ocaliza~ão geaq&fica do estuário de San-
tos - JP (PORTOBRAS - INPH (42) ).

tos, contribuindo, com os sedimentos carreados por eles, para um
assoreamento continuo e representativo na zona ~ortuária; no c:
na1 de acesso na baía de Santos também observa-se um elevado
grau de assoreamento proveniente não só do movimento de ma te
ria1 sólido dos rios mas principalmente do transporte de massa
provocado pelas onda S. Devido aos grandes volumes de dragagem,
fundamentais para a manutenção dos canais de acesso, e 5 impoz
tância nacional cada vez maior do porto de Santos, a PORTOEIRAS
verificou da necessidade de se realizarem estudos em modelos rg
duzidos, objet ivando a minimização desses efeitos desfavoráveis
de assoreamento e, consequentemente, a redução dos custos de
dragagem (considerando-se as obras de correção a serem indica
-
das no modelo) e melhoria das condições gerais de navegação no
estuário.
Para a aplicação dos estudos em modelo
reduzido, foram realizados, inicialmente, levantamentos de cam
po visando a determinação dos parâme tros arnbientais de influên
tia, como, por exemplo, ondas, correntss, vantos, marés, tranz
porte de sedimentos, etc.. Com relação às correntes de maré, fg
ram utilizados 39 pontos de medição com correntômetros; os r2
sultados serviram para determinar a direção e intensidade da
corrente de 2 em 2 metros ao longo da vertical de cada ponto;
as medições foram feitas de forma continua ao longo de todo o
de algumas marés vazante @/ou enchente, tanto para as
de sizigia como para as de quadratura; em dois desses pontos fg
ram executadas medições também com correntÓgrafos, 5 meia prg
fundidade. J; o programa de observação de ondas na baía de Sarl
tos foi executado considerando-se 2 pontos de medição (pl a p2)
através de 3 registros diários, determinando-se também as res
pectivas direções de ondas; inicialmnnte foi instalada um apg
relho registrador autÔnorno colocado no ponto P1, com localiza
-
ção no intsrior da baía; numa etapa seguinte foram roalizadas
medições de ondas no ponto P2, mais aa largo; a localizaGão em
planta dos pontos P1 9 P2 está representada na Figura (41, p-
tos estes situados nas profundidades de 10 e de 15 metros rez
pectivamente. Com relação aos levantamentos de campo sobre as
marés, observou-se que a maré no estuário de Santos 6 do tipo
semi-diurna, com desigualdades de amplitudes diárias nas marés
-
-

Figura (41) - localização grn planta das pontos de medição
de ondas na bata de Santos (PORTOEIRAS- INPH
(4W*

#
sucessivas, e possuindo uma maior irregularidade no ç periodos
de influência de frentes frias. Foram também realizadas análi
-
ses meteorolÓgicas em que efetuaram-se medições climatolÓgicas,
de ventos, de temperatura, de chuvas e de pressão atmosférica.
Outros estudos de grande importância durante esta fase de colo
-
ta de dados necessários para as análises em modelo reduzido do
estuário de Santos foram os seus levantamentos geolÓgicos e SE
dimentolÓgicos, em que utilizou-se inclusive traçadores radio
ativos (visando a determinação do padráo de rnovimentaç~o dos se
dimentos e das áreas para despejo de dragagem).
A ~ Ó S a fase de levantamentos de campo,
passou-se para a fase de construção do modelo reduzido propria
mente dito; para isto, fixou-se, inicialmente, os limites e as
escalas do modelo e procurou-se reproduzir os parâmetros relati
vos à batimetria, marés, ondas, vazão fluvial, correntes de ma
ré e materiais de fundo. Posteriormente à taragern do mode10,foi
possivel então realizar-se ensaios práticos visando a obtenção
da solução Ótima para o problema no que se refere ao direciona
-
mento de correntes, menores volumes de asqoreamento (e conse
quentemente custos mais rsduzidos de dragagem) e condições de
navegação mais favoráveis, Foram estudados no modelo 15 anteprg
jetos de obras fixas; numa etapa inicial analisaram-se 6 alter
nativas dif erentes considerando-se a melhor aquela representa
da nas Figuras (42) e (43), em que utilizou-se um esquema conz
tituido de 2 molhes (guias correntes), um curvo na margem direita
do canal, enraizado na Ponta da Praia, prolongado até a batimi
trica -11.00 metros e com 4350 mstros de extensão e outro reto,
enraizado na Ponta dos ~irnões, também se estendendo at6 a mesma
profundidade e com 1590 metros de extensão, Para esta alternati
-
va, verificou-se que, nas mar& de enchente, as correntes de ep
trada no estuário de Santos mantiveram-se como no protÓt ipo;
nas proximidades da Ilha das Palmas e do molhe reto, a corrente
sofre retorno; há também uma corrente de retorno mrgeando o mo
lhe curvo desde a praia e dele se distanciando a partir da
curvatura do canal; na vazante, as correntes estiveram bem ori
entadas em semelhânça com o protÓt ipo. O grande inconveniente
desta alternativa considerada parece ser, de acordo com a PORTg
BRAS-INPH (42), o problema da poluição que poderá ocorrer na $
-
-
-
-

" .-
.- .- 2
O
N ?! w r- 0 O v
v- v .- * " ' " ' v
Escnio ~rofico
0, 03 C
Figura (42) - ~eprasentação de uma alternativa de projeto
com obras de melhoramento na baia de Santas,
para situação de correntes de enchente (POR-
~oeffds - INPH (42)).

Figura (43) - ~e~resenka~ão de uma alternativa de projeto
com obras de melhoramento na baia de Santos,
para a situação de correntes de vaza2
te (PORTOEIRAS - INPH (42)).

oa adjacente ao molhe curvo, junto praia, com a falta de r2
novação das águas litorâneas. Desta forma, foram estudadas ns
"as alternativas de projeto visando a obtenção de uma solução
Ótima para os problemas relativos ?i navegação no estuário de
Santos; a caracteristica principal destes novos esquemas seria
a existência de um molhe reto ou quase reto da praia do ~mbará
em direção perpendicular à crista da onda dominante, com o c2
roamento acima do mais alto nível d'água, e enraizamento a uma
distância suficiente para não ser ultrapassado pelas areias que
migram do oeste; este molhe (eçpigão) seria prolongado até as
proximidades da batimétrica -11.00 metros, quando o coroamento
estará na cota -2.00 metros; estas novas alternativas iriam con
siderar também a construção de diferentes obras adicionais a
esta, visando a otimização do fluxo das correntes de marés en
trada do estuário de Santos. A solução indicada pelo INPH, ap$s
a comparação entre mais 9 anteprojetos reproduzidos no modelo
hidráulico, consiste no esquema representado na Figura (44) com
a existência da um molhe ligeiramente curvo enraizado na praia
do ~o~ueirão e com 4350 metros de comprimento, com o coroamento
declinante de t2.00 metros no enraizamento, para 0.00 onde a
obra atinge a batimétrica -5.00 metros, e para -2.00 metros, oc
de atinge a batimétrica -11.00 metros; o segundo molhe é também
curvo, enraizado na Ponta dos ~imões e com 1950 rnetros de extec
4"
sao, prolongado até a batimétrica -11.00 metros, com o coroame;
to na cota -2.00 metros. As vantagens desta alternativa indica
da é de que, sendo o espigão mergulhante, ocorrerá uma melhor
renovação da água junto ?i praia do ~o~ueirão; e, comparativamen
te aos outros anteprojetos estudados, o volume de assoreamento
de material sólido no canal de acesso será também bem menor;
verificou-se no modelo que, sem as obras de melhoramento, o volu
3
me total de material assoreado correspondia a 1158000m ; com a
3
solução proposta, este volume baixou para o valor de 456000m ,
mostrando uma diminuição senslvel no volume de assoreamonto do
canal de acesso na baía de Santos, conforme se pode observar
pela camparação entre os Quadros (1) a (2). Com a realização das
sa s obras de rnelhuramento propostas, a profundidade minirna está
vel no canalde acesso, verificada no modelo, seria de 12.00 me -
tros.
-
-
-
-
-
-

- C
.- "
O '., w h

t
CICLOS
39
78
i0 TA L
TZECHO RETO TRECHO CERVO
DO CANAL3DE DO CANAL DE
n c ~ ~ ~ 0 ) ( m CESSO (rn3)
nuadro (1) - Volume 32 asç~reãmento do canal de
acesso na bala de Szntoç (SP) sem
-
a r~a'lizaçao das o~ras de rnsln~ra -
nentos indicadas ( F ~ R T G ~ - ~ IIdPH ~ Ç
CICLOS
39
78
TOTAL
3 27.000
161.000
4ÔE.000
(d2)).
T'iEZHú FiTTO
DO CANAL-DE
QCESSO(~')
47.000
97.000
144.900
368.000
302.000
-6;"70.000
'OTAL
(m3)
695.000
463.000
1.158.000
Qusdro (2) - Volums de assoreamenio do canal de
-
TRECHO CLIFt,'O
DO CAISAL DE
3
ACESSO(^ )
187.000
125.000
312.000
TOTAL
(m3)
234.000
222.200
456.000
acrçça na baia de Santos (SP) com
a realizaç2o das obras de melhora
msnto indicadas (PORTOBR~S - INPH
?
-
I

IATAJA f-AÇU
A análise do caso prático relativo ao
estuário do rio ~taja;-~çu foi realizada utilizando-se os trabg
lhos elaborados por VARGAS (94) e DUBEREINER (24). Os estudos
hidráulico - sedimentolÓgicos e as obras de melhoramento para na
vegação já implantadas nesta área devem-se, principalmente, à
importância crascente do porto de 1ta jai na economia brasileira;
este porto situa-se na região centro-oeste de Santa Catarina e
foi construido basicamente na margem direita do rio Itajai-~~u,
a cerca de 3.5 da foz, localizando-se em uma regiâo
estuarina com forte influência de processos sedimentares prove
nientes da interação de águas fluviais e maritimas. Anteriorme'
te ?i execução de qualquer obra de melhoramento, o canal de aces
so a este porto apresentava uma curva muito brusca, entre um
ponta1 móvel de areias e o morro da Atalaia, e, efetuando um gi
ro de quasa 180°, ligava-se ao mar quase paralelamente dire
ção Ç-N da praia, conforme pode-se verificar pela Figura (45).
A caracteristica principal do processo hidráulico-sedimentolÓg~
co na embocadura era, desta forma, a ocorrência deste pontal de
areias, orientado do Norte para o Sul, o que obrigava as corre2
tes a passarem entre a sua extremidade e o costão; quando cros
cia a descarga do rio essa seção caracteristica se alargava prg
porcionalmente e, nas épocas de estiagem, ela se estreitava com
o avanço da extremidade do pontal para o Sul; o grande problema,
portanto, estava na existência do pontal, que dificultava O
acesso ao porto de 1tajaZ e fazia com que os veleiros e outras
embarcações navegassem com severas dificuldades para transpor o
trecho recurvado da canal, onde a força do refluxo e os ventos
tentavam lançar os navios sobre as lajes da Atalaia ou sobre as
areias do referido pontal.
Desde 1906 vêm sendo realizadas nbras de
melhoramento para a embocadura do rio Itaja;-~çu de tal forma
que, no per;odo atual, o lay-out do canal de acesso nesta r.E
cJi:o se encontra deslocado de 90°, na direção Este-Nordeste (E-
NE), em comparação com a situação primitiva natural. Com rela
ao esquema de implantação dessas obras hidráulicas, o e2
tuário do rio 1ta jai-AÇU, que terminava em um braço de meandro
-
-

F i gum (45) - Canal de acssso ao porto ds ~taja; (SC) em i896
(VARGAS (94)).
com embocadura voltada para a direção S-N, teve a sua embocadu -
ra regularizada por 2 molhes ligeiramente convergentes, comple
mentados por 8 espigões transversais e 3 outros longitudinais,
truncando o antigo meandro do qual fazia parte o atual Saco da
Fazenda e criando uma saida artificial para o estuário, dirigi
da para E-NE, conforme está mastrado na Figura (46). Desta f o ~
ma, com a construGão dessas obras, o ponta1 antigo reduziu-se a
insignificante, não constituindo-se mais em empecilho
para a navegac;ão naquela á'rea.
Para a construção das referidas obras de
melhoramento na embocadura do rio 1tajal-ilçu e para um melhor
conhecimento da área em estudo, foram realizados levantamentos
-

de campo e, desta forma, caracterizou-se principalmente o regL
me pluviométrico na bacia hidrográfica e o fluviom~trico na r2
de potamográfica do rio 1tajai-AÇU, a frequência e velocidades
dos ventos na região, alturas e periodos de ondas, regimes de
rés e correntes, perfis longitudinais de salinidade, e análises
do comportamento sedimentolÓgico do estuário. Na Figura (47)
está representada a localização em planta dos pontos de medi
ções utilizados na realizaçgo dos levantamentos de dados necessá
rios para os estudos e projetos no estuário do rio ta jai-~çu.
Com relação 2s obras de melhoramento im
plantadas, representadas na Figura (46), smbora elas tivessem
o objetivo de regularização e aprofundamento do canal de acesso,
apenas o primeiro pode ser plenamente alcançado. ~lém disso, e2
tas obras promoveram dois efeitos negativos no processo sedimen.
tológico do estuário do rio 1ta jaí-~~u; um deles, que já era
previsto, foi o dsslocamento dos bancos de areia da barra, ante
riorment e localizados da já mencionada Ponta do A ta
laia, em direção ao mar, a jusante da extremidade dos molhes de
C1
proteçao; o segundo efeito foi uma ligeira tendência de assorea
Y
mento do estuário na reç;ião a montante dessas obras d3 correçao
Y
(diques e espigoes), já que estas atuações de estrangulamento
de seção na embocadura do rio 1taja;-AÇU promoveram uma maior
4"
estratif icação do estuário E consaquentemente a obtençao de maio
res intensidades para as correntes de fundo no sentido de jusalf
te para montante, aumentando, desta forma, a penetração do mate
ria1 arenoso proveniente do mar.
As dragagens que vêm sendo efetuadas no
canal de acesso e bacia de evolução do porto de 1tajai têm ta2
bem provocado grandes alterações no processo sedimentológico do
estuário; conforme já foi explicado no item 11.5 deste trabalho,
as atuações de dragagem visando a aprofundamento de calha em
uma região estuarina tendem a aumentar a est ratif icação da
*
ggua, o que acarreta certamente numa maior penetraçao de mate
riais arenosos de origem marinha e consequentemente numa eleva -
dos padrões de sedimentação no estuário. Os volumes de dra-
gagem (considerando-se a bacia de evoluçgo i canal interno i c2
nal externo) nas áreas de interesse para o porto de 1tajai têm
-
-
-
-

Figura (47) - ~ocalização em planta dos pontos de mediGões para o estuário do rio ~tajai-A~U
(DOBEREINER (24)).

aumentado sensivelmente nos Últimos tempos, conforme É mostrado
na Figura (48), devido, principalmente, ao aprofundamento dez
N
sas áreas visando o tráfego de embarcaçoes com maiores calados.
VOLUt.1E
DSAGIDO
( ldc?) 1.
1600
1203
COTA DE DRAGAGEM (a
BE - BACIA DE EVOLUÇÃO
. .
C 1 - CANAL INTERiIO
CE - CANAL EXTERNO
Figura (48) - ~ráfico da evolução das dragagons ef etuadaç no
porto de 1tajai (DOBEREIMER (24) - fonte dos da-
dos da CBD).
O estuário do rio ~ t a j a i - ~ ~ que u , e rn
anteriores se encontrava em um certo eyilibrio dinâmi
co, sofreu então, um processo de desestabili~a~ão ?i medida em
que se aumentavam as taxas de dragagem efetuadas no canal de
acesso e bacia de evolução do porto; isto fez com que houvesse
..I
uma reaçao mais intensa do ecossistema estuarino no sentido de
restaura r as profundidades de equilTbrio, induzindo ainda mais
-

N CI
2 realizaçao de dragagens de manutençao, que passaram,de acoy
3
do com D~B~?EINE'~ (24 ), de 50000m até 1972 para 250000m3 no
período de 1973 a 1982; a partir de 1903, quando se elevaram as
m
cotzs de aprofundamento do canal de acesso e bacia de evoluçao,
Y
as dragagens de manutenção provavelmente atingirao va lares da
ordem de 1OOOOCOm
3 , sendo dif icil d~ se estimar precisamente
estes números devido a duas cheias excepcionais que ocorreram a
partir de 1983. Podemos,desta forma, perceber que o aprofunda -
mento das cotas de dragagem nesta região estava fazendo com que
ela se tornasse um verdadeiro alçapão sedimantolÓgico recebendo
sedimentos provenisntes do transporte fluvial E marítimo e indu
zindo a um custo de dragagem de manutenção cada vez maior; em
N
nossa opiniao, achamos que deveriam ser realizados estudos em
modelo reduzido de fundo móvel em que fossem implantados deter
minados tipos de obras de melhoramento que promovessem menores
impactos ambientais no estuário e que, ao mesmo tempo, melhora
m
riam também as condiçõ2s de navegaçao na área de interesse, pef
."
mitindo a deposição dos sedimentos em regiões sem importância
para os sistemas de navegaçao; as dragagens, neste caso, teriam
também relevância em termos dr manutençao das profundidades do
Lii
canal de navegaçao, porém seriam de volume bem mais reduzido e
LI
gerando, portanto, reaçoes menos intensas por parte do ecossi_s
tema natural. Outras soluções foram analisadas pelo INPH, e e2
tudos mencionados por DOBEREINEA ( 24 ) sugerem que se realizem
uma tentativa de atimização das drâgagens de manutenção; para
a reduçgo das taxas de assorearnento foi apontada a utilização
de alçapões sedime ntológicos cu jas estudos de viabilidade foram
elaborados pelo INPH (43 ). Com relaGão à minimização da infl;
ência da barra formada no cabeço do molhe norte já construido e
que vai gerar efeitos de deposição de material sólido no canal
de acesso, foi proposto por VASGAS (94 ) a construção de esp&
.
gões na praia de 1ta jai (para a retençao da areia transportada
ao longo da costa), e por VARGAS (94 ) e IFJPH (43 ) o prolonga
mento do molhe norte; estas recomendações partiram do principio
de que o transporte litorâneo tem a direção predominante Norte-
-Sul (N-s); no entanto, não existe ainda, na realidade,uma quap
tificasão exata do transporte litorâneo da região, o que torna
prematura uma análise mais definitiva para o problema em queç
tão. Desta forma, considerando-se as incertezas já apontadas e
-

os inconvenientes dos volumes de dragagem anuais cada vez maio
res, o trabalho elaborado por DOBEREINER ( 24) sugere que se rea
lize uma quantificaçao do transporto litorâneo da região, inclu
indo análises com traçadores radioativos para definir se exis
tem possibilidades do retorno do material, pois isto permitiria
a obtenção de soluçEes definitivas e de análise mais precisa pz
ra o problema do assoreamento no estuário do rio 1taja1-AÇU; - a
lém disso, sugere-se uma melhoria da eficiancia das dragagens
através de um estudo para redefinição da área de despejo dos sg
dimentos, em que indica-se a possibilidade de utiliza$o do 3%
c0 da Fazenda, representado na Figura (46), para este fim, já
que esta é uma área que impede o retorno do material sólido ao
sistema astuarino,
-
-
-

A partir dos estudos e anglises realiza
dos ao longo deste trabalho, podemos chegar Gs seguintes conclu
Y -
SOES e recomendaçoes:
W
1 - 0s estuários correspondem a reqioes de qrande valor
para as comunidades humanas devido a uma série de fatores como
a fertilidade de suas águas; diversidade de fauna e flora, sep
do, portanto, áreas de grande riqueza ecológica; posição geogrg
fica estratégica, onde normalmente estão localizados importan
tes complexos urbanos, representando verdadeiros elos de liga
ça"o entre o mar e o continente, sendo aí efetuadas atividades
W
mais intensas de navegaçao e onde têm se localizado os princi
pais portos do mundo (pois são regiões abrigadas naturalmente
Y
contra as aGões do mar). Por estas e outras razoes, aliadas 5
sua fragilidade e complexidade ambienta1 (visto que pequenas al
terações neste ecossistema podem modif icar em grande parte O
seu equilíbrio dinâmico), 6 imprescindivel que qualquer tipo de
atuação humana no regime estuarino seja estudada de forma cri
teriosa de maneira a se alcançar os benefícios desejados ao me5
mo tempo em que se gera os menores impactos ambientais negativos
po ssiveis.
L.
2 - R implantação de sist,emas de navegação em regioes e2
tuarinas deve ser feita procurando-se utilizar ao máximo as con
W
dicoes naturais existentes, o que diminui os custos do empreez
dimento hidráulico e reduz a possibilidade de impactos ambien
tais desfavordveis. ?ar exemplo, na definir,ão do canal de navg
cpÇão a ser utilizado em um estuário, deve-se, sempre que possi
vel, utilizar-se o canal natural principal, e apenas realizan-
W
do-se, quandc! neczssário, pequenas obras de correçao de calha
e de regime hidráulico bem como atuações de proteção de margem
ao longo do estirão ostuarino.
3 - Para qualquer estudo de implantação de sistemas de
navegação em regiões estuarinas é fundamental que se tenha - da
dos para projeto confiáveiç. Desta forma, os levantamentos de
campo devem ser realizados de forma cuiaadosa e eficiente, com
-
-
-
-
-

o objetivo de se coletar os dados que farão parte dos estudos
técnicos posteriores. No entanto, os trabalhos de campo em estuá
rios correspondem também a uma fase dispendiosa do empreendimen
to hidráulico global, sendo importante tentar-se otimiza r a o&
tenção dessas informações relativas às condições naturais (vec
tos, correntes, sedimentos, etc.) e levantamentos sócio-econÔmi
tos da região, ou seja, fazer um planejamento dosses trabalhos
de forma a se obter qualidade e quantidade de dados necessários
e suficientes que representarão informações relevantes para o
projeto de engenharia a ser elaborado.
4 - A poluição ambienta1 tem sido um dos principais fa
teres respons~veis pela degeneração dos eco ssistemas estua rinos
existentes em todo o mundo. A fixação do homem nestas áreas tem
sido realizada de forma desordenada , encontrando-se ai grandes
concentrapões populaciona is; como consequência disto, são produ-
zidos efeitos danosos dos mais diversos como a poluição da água
por produtos qu&nicos provenientgs de indústrias, a utilização
das águas eçtuarinas para refrigeração de caldeiras em usinas
térmica), despejo de Óleos provenientes das embarca-
1Y
$es flutuantes em áreas portuárias e de intensa na vegaçao,
efluenteç oriundos dos esgotos dom6sticos e das atividades de
.I
irrigaçao , incremento do escoamento superficial de encosta ('kun-
-off ") devido às atividades de desmatamento de florestas, e o:
tros. Com isto, o ecossistema estuarino se torna muito alterado
e danificado, dai ocorrendo a destruição de sua faunz e flora,
problemas de eutroficação devido ao excesso de nutrientes na
água, o aumento das taxas de depoçiç~o de sedimentos nos estuá
rios, etc.. ~á é tempo das autoridades governamentais, Órgãos
responsáveis e profissionais que trabalham no assunto se consci
entizarem de que os estuários devem ser utilizados de forma
cional e a análise dos impactos ambientais neles gerados deve
cada vez mais ser um fator de peço na escolha da alternativa de
projeto a ser implantada.
5 - O processo çedimentolÓqico em estuários promove a
formação de baixios e barras, que se constituem normalmente em
grandes empecilhos à nevegação. Isto pode ser corrigido, inici
almente, evitando-se ao máximo a entrada de material sólido no
-
-
-
-
-
-
-

estuário por fontes exógena s (bacia hidrográfica e/ou corpo d'i
gua 1 itorâneo) ; por exemplo, os escoamentos superficiais de efi
costas e planícies ("run-off I') provenientes do continente podem
ser bem reduzidos através de atuaGões na bacia hidrogra'fica c2
mo o reflorestamento de taludes, soleiras de encosta, valas de
terraceamento e bacias de recarga, o que acarretará também na
regularização do regime fluvial, resultando numa melhor produti
vidade hidrica da bacia hidrográfica, além de evitar efeitos
desfavoráveis de erosões continentais (ravinas e voçoroca s) r-
ponsáveis em grande parte pela quantidade total dos sedimentos
trazidos pelos rios até os estuários; 6 importante também que
os despejos industria is e domésticos sejam somente lançados na s
calhas fluviais após o seu tratamento adequado. Outros tipos de
atuações de combate à formação de baixios e barras em estuários
correspondem à realização de trabalhos de dragagem (devendo-se
ter cautela com relação 4 escolha das áreas de despejo), forma
ção d~ alçapões sedimentolÓgicos e construção de obras para o
dirscionamento de correntes. A s atuaçães do engenharia impos
tas pelo homem nas regiões estuarinas incluem estruturas para
reduzir o escoamento de maré, alteração do regime fluvial, e o
aprofundamento e estreitamente da calha estuarina visando a na-
Y
vegaçao; desta forma, torna-se cada vez mais importante a utili
*ação dc estudos em niedsles reduzidos para se chegar às mel-
.)
res alternativas para a solução do problema da deposiçao de sg
dimentos em estuários. Som relação aos trabalhos de dragagem,
deve-se procurar sempre que possivel aplicá-los somente em atua
ções de manutenção do cana 1 de navegação ou em atividades de COE
L.
plsmentaçao, tentando-se usar soluções mais definitivas para rg
solver o problema (como a construção de obras fixas). Quando os
N LI
canais estuorinos sao dragados, o padrao de escoamento e a cir
cular;ão estuarina também são alterados, o que gera, como consz
cyência, uma mudança nos seus ~adrões de sedimentação; os c%
nais aprofundados através de draga gens intensas se transformam
frequentemente em vsrdadeiros alçapões sedimento lógicos (aume~
CI
tando ainda mzis a taxa de assoreamento nesta regiao), além de
modificarem o posicionamento dos baixios o bancos de areia, que
se transportam para regiões mais a montante ou a jusante(ou am
bas) do ponto de dragagem, transformando-se até mesmo em empg
N
cilhos ainda maiores à navegaçao do que eram anteriormente.
-
-
-
-

De uma forma geral, os tipos de obras de
N
melhoramento para implantação dos sistemas de navegaçao em e2
tuásios consistem normalmente em se obter os custos iniciais e
de manutenção os menores poss;veis para o empre-ndimento hidráu-
N N
lico em questao, Considerando-se a construçao de diques e espi
gões para o direcionamento e controle de correntes visando a
eliminação dos baixios e bancos de areia, e o aprofundamento e
N
regularização de calha, e sabendo-se que os estuários sao
giões de formação complexa e muito delicada, a possibilidade de
erros devido ao projeto defeituoso e colocação incorreta desças
estruturas pode gerar sérias consequências quanto a esta bilida-
de do regime estuarino; desta formo, o sucesso da implantação
das referidas obras de melhoramento para navegação em estuários
deve ser fundamentado na realização de um projeto cuidadoso em
que sejam considerados todos os parâmetros intervenientes no
problema, baseado em levantamentos de campo adequados e estudos
em modelo reduzido de Fundo móvel e considerando-se também as
N
operações de dragagem de manutenção e construção de alçapoes sg
dimento lógicos,
6 - Devido ao elevado custo e aos sérios impactos ambi
entais gerados quando da necessidade de aprofundamento do ca
na1 de navegacão em estuários para atender ao tráfego de embar
cações com calados que vêm aumentando cada vez mais, é, desta
forma, sempre aconselh6vel evitar-se (ou rninimizar-se) essas
operações de aprofundamento de canal, substituindo-as por outros
tipos de soluções que possam também resolvsr o problema. Estas
soluções poderiam incluir a utilização das variações de maré no
estuário, em que os navios de maiores calados para chegar a o
porto somente penetrariam no canal de acesso estuarino nos pg
riodos de marés mais altas; uma outra soluçao seria a realiza
ção de um sistema de amarração off-shore (utilizando-se dolfins
W
ou bóias de amarração) para as embarcaçoss de maiores calados,
fazendo-se as operações de baldeação ("ti.anshipmentl') ou a uti
L.
lizaçao de esteiras rolantes, mangueiras ou dutos, que poçsibi
litariam o transbordo de cargas para o continente ou região €5
tua rina.
7 - A partir, tambgm, de atuações humanas defeituosas
N
-
-

nos estuários pode ser serado um outro tipo de problema muito
sério para os sistemas do navegar;ão e outras atividades de enge
,.,
nharia que é a divagaçao do leito eskuarino. No caso de ocorre
rem grandes incursões de ma teria is sólidos provenientes de fon
tes exÓgenas (despejos domisticos e industriais, escoamentos si
*
perficiais de encosta, drenagem das águas de irrigaçao, etc.),
N
as taxas ds assoreamento nos estugrios serao certamente mais in
CI
tensas, induzindo 2 formação de maioreszonas de deposiçao de
* W
sedimentos (ba ixios). No entanto, para a situaçao da construçao
de barragens visando a criação de reservatórios e usinas hidroe-
l6tricas o efeito é contrário, já que o transporte de sodimey!
tos na calha Fluvial e interrompido, gerando normalmente a acg
mulação deste material a montante da barragem e um processo de
Y
erosao de calha a jusante da mesma; com a interrupção do tranç
porte de sedimentos para o estuário, a natureza reage visando
o restabelecimento do um novo equilíbrio morfo-sedimentol~gico,
daí resultando em erosõ"s sucessivas de calha e divagação do
Y
leito estua rino (colocando em risco as fundaçoes de estruturas
portuárias, alterando o lay-out do canal de navegação em planta,
stc.). Desta Forma, ao ss realizar o planejamento e projeto de
sistemas de barragens ao longo de sstirões fluviais, principal
mente nos trechos médios e inferiores dos rios, 6 impor ta nt e
que seja analisado um tipo qualquer de "by-passing" para o mat-
ria1 retido a montante dessas estruturas visando manter o equt
lfbrio morfo-sedimento lógico dos rios (especialmente em sua s r2
giões meândricas e estuarinaa)ao mesmo tempo em que gera u nia
melhoria de qualidade das águas dos reservatórios formados e r-
duz o assoreamento generalizado desses reservatórios. Uma manei
Y
ra eficiente do se evitar a erosao repentina de margem devido a
um desecpil~brio sedirnentol6gico qualquer nos estuários corres
.*
ponde à aplicação contlnija de revestimentos para proteçao de ep
costas, (onrocamentos, grcimineas, concreto, faxineg, etc.) ao lop
CI M
go de todo o estira0 estuarino; no caso de algum tipo de erosao
CI
concenkada em uma área deve-se, entao, utilizar estruturas de
N
protf?ção mais rlgidas s definitivas como a construçao de espL
Y
goes e diquas longitudinais.
.
8 - Com rela~ao ao prc jeto de vias navegáveis em eçtuá -
rios, considerando-se os efeitos dos ventos e correntes nos mo
-

CI
vimentos das embarcaçous, do boa prática tentar-se, samp re
qua for viável, direcionar as obras de engenharia o mais parale
L.
lo posslvel da direçao das correntes e ventos predominantes, pa
ra se evitar o efeito desfavorável de forças de cruzamento elg
W
vadas, que dificultam as atividades de navegaçao.
9 - A rnodelaqem flsica e matemática corresponde a um ins
N
trumental de grande importância para os estudos de implantaçao de
sistemas de navegação em estuários. 0s modelos físicos são Úteis,
N
por exemplo, para esclarecer ao projetista as modificaçoes hL
dráulico-~edimentol~~icas globais que podo sofrer o estuário com
as obras de engenharia impostas pelo homem, podendo se vorifi
H N
car também os padroes de circulação e zonas de deposiçao estuz
rinos; já a modelagem matemgtica pode realizar vários tipos de
W
análises como a simulação da circulaçao e características de
dispersão em estuários, modelos ds simulação ecológica, modelos
estat~sticos usando os dados coletados no campo, etc.. A utili
w
zaçao da modelagem física e materngtica corresponde a uma percen
tagem pequena de custo em relaçgo ao empreendimento hidráulico
globa 1, porém fornece informapões de grande valor ao engenhei
ro no projeto dos sistemas de navegação em estuários.
fi
10 - i~á muito o que se desenvolver ainda em nosso pais em
termos de conhecimento global dos aspectos técnicos relativos à
N U
implantação do sistemas de navegaçao em geral e da compreensao
exata do comportamento dos estuários como elemento de ligação
entre a navegação int~rior e a marítima. De um lado, a
Y
da navsgaçao, que deveria ser mais estimulada em um país co m
mais de 8.000 quilÔmet ros de costa marítima e uma rede potamo gráfica
potente, com rios do porte do Amazonas, Paraná, são ira^
L1
cisto o outros. Especialmente nâs regioes estuarinas, onde se
encontram importantes portos brasileiros e grandes centros urbg
nos e agrícolas, dever-se-ia, tambgm, tentar preservar mais e2
tas áreas tao delicadas e importantes para o desenvolvimento da
c1 CI
naçao. Desta forma, sugerimos a realizaçao, por parte das auto
ridades governamentais e entidades competentes no assunto, de
uma
LI
~olitica Nacional de Navegaçao, com a criação no Brasil de
uma instituição especifica responsável pela conjugação das atua
rir
ções de implantação de navegação interior com as de navegaçao
-
-
-
-
-

marítima (o que existe em moldes precários) levando em conta a
revisao do Plano ~idroviário Nacional já existente; esta medida
certamente valorizaria os sistemas de navegâçao como um todo,
*
levaria mais em cons.ideraçao o regime estuarino que 6 de grande
influência como um elo de ligação entre ambos os tipos de nave
gação, e, portanto, incremontaria o desenvolvimento global da
C1 U
naçao e a união entre as diferentes regioes brasileiras, ao mes
mo tempo em que permitiris uma melhor de nossas fro;
teiras e viabilizaria o transporte de cargas a um custo mais r2
duzido (em comparação com as ferroviais rodovias), utilizando
melhor as potencialidades hídricas de nosso país e gerando um
fator catalisador de progresso e bem-estar para toda a nação.
-

- Decomposição matem; tica dos termos da ~celeração de Coriolis -
Em termos da utilização de operações com produtos vetori -
ais, a aceleração de Coriolis pode ser apresentada pela forma:
em que: n = velocidade angular de rotação da Terra =
-5 -1
= 7.29 x 10 s
Y
V = velocidade em relaçao à Terra.
Desenvolvendo a equação (i), tiramos:
As componentes n, são muito pequenas e podem se
Desta forma, teremos, como é mostrado na Figura
Figura (49) - ~epresentação
esquemática dos
termos de Coriolis.

2nx = O
2ny. 2 1í1 cos e
2n2 = 2 (E( sen e
Substituindo (ii), (iii) e (iv) em (v), vem:
( ii)
(iii)
( i v)
Dentre os termos da equação (vi), podemos desprezar o vg
ler de ur em comparação com v, já que v >> UJ.
~lém disso, a componente da aceleração de Coriolis no
eixo z pode ser também desprezada, já que é muitas vezes menor
do que os termos relativos à pressão hidrostática na equação di
nâmica (equação (19) do item IVJ, 1.3), ou seja:
Portanto, as componentes da aceleração de Coriolis a se
rem utilizadas nas equaçees de conservação da quantidade de
.c)
vimento (equações (17), (18) e (19))s çerao:
mo
-
( vii)

1 - ABREU LIMA, J.D. DE, "Papel da Hidrovia na civilização Oci -
dental", I ~eminário Nacionzl de Hidrovias, pp. 3-8,
r itiba, 1981.
C:
2 - Architecture Reseach Center, College of Architecture and En -
vironmental Qesign, "Port and Harbor Development s Y=
tems", Phase 1 - Design Guidelines, Work Report TAMU-SG-
71-216, Texas, 1971.
-
vias no Desenvolvimento e Segurança de uma Nação", - Por
tos e Navios, vol, XXII, nQ 237, pp, 33-35, 1979.
3 - American Wateruays Operators Inc,, "Importância das Hidro
4 - BARROS, A.B.S.S,, "A Capacidade dos Transporte dos Escoamec
tos de ~ a r é no tstuário do Potcngi, RN", tese de mestra
do, COPPE-UFRJ, Rio de Janeiro, 1984,
5 - BLAAUW, H.G., KOEMAN, J.W., e STRATING, J., "Nautical coy!
tributions to an integrated port design", Delft Hydrau
lics Laborator y, nQ 251, Delf t, 1981.
6 - BLAAUW, H.G., e VERHEY, H.J., ltOesign of inland navigation
fairways", Oelf t Hydraulics Laboratory, no 304, Delft,
1983.
7 - BRANCO, S.M., e ROCHA, A.A., "~olui~ão, proteção, e Usos
~Últi~los de Represas", Editora Edgard Bltfcher, CETESB,
são Paulo, 1977.
8 - BRATTELAND, E., "Lectures in Port Structures", Marine Civil
Engineering Course 1984/85, Division of Port and Ocean
Engineering at the Norwegian Institute of Tschno logy,
Trondheim, 1985.
9 - BRATTELAND, E., "Lsctu~es in Transportation and Port P13n
ning ", Marine Civil Engineer ing Course 1984/85, Division
of Port and Ocean Engineering at ths Norusgi~n Institute

of Technology, Trondheim, 1985.
10 - BRUUN, P,, "The Future Port and Çedimentation Problems",
Schiff und Hafen, Heft 2/19?1, no 23, pp. 85-94, 1971.
11 - BRUUN, P,, "Port Engineering", Culf Publishing Compa ny,
3rd sdit ion, Houston, 1981.
12 - BRUUN, P., "Navigation of Harbours", Departament of Port
and Ocean Engineering, Uniuersity of Trondheim, Tron
dheim, 1984.
13 - BRUUN, P., "Cost-Eff ectiue Coastal Protection",Coastal and
Oceanographic Engineering Repartrnent, Uniuersity of Flg
rida, Florida, 1984.
14 - BRUUN, P., "Design and Construction of Mounds for Breakua
ters and Coastal Protection", Elsevier Çcience Publi
shers B.V., lSt ndition,Arnsterdam, 1985.
15 - CAMEROM, !J.M., e PRITCHARD, D.W., "Estuaries" em: The Sea,
uol. 2, ed. MONO Hill, pp. 306-324, John Wiley and Sons,
Neu York, 1963,
16 - CAMPOS FILHO, R.P., "A ~avega~ão Interior no Brasil ", Por
tos e Navios, vol. XXI, no 231, pp, 52-65, 1978.
17 - CERC, "Shore Protection Manual", Coastal Eng. Res, Cent.,
U.S. Army Corps of Engineers, U.S. Gouernment Printing
Office, Washington D.C., 1977.
18 - CHAPON, J., "Travaux Maritimes", Cours de ~'École Nationa -
le des Ponts e ~haussées, Editions Eyrolles, tome I, Pg
ris, 1984.
19 - Clube de Engenharia, "~olitica Preconizada polo Clube de
Engenharia para o Setor de Transportes no ~aiç", Comi2
são das DET/PR-O~/~~ e DET/PR-o~/~~, 3io de Janeiro, 1982.
-
-
-

20 - COMSTOCK,J. P., "Principies of Naval Architecture", SNAME,
revised .edit ion, 1967.
21 - DAVIS JR., R.&. , Coastal Sedimentary Environments", Sprin -
ger-Verlig, ?.St e iition, New York, 1979.
22 - Delft Hydraulics La bora tory, "Special issue on navigation
in restricted uiaters", Hydro Delft, no 71, Delft, 1985.
23 - Do VRIES, "Considerations Rbout Non-Steady Bed-Load Tranz
port in Open Channelsit, Delf t Hydraulics Labora tor y,
nQ 36, Delft, 1965.
24 - D~BEREINER, C .E., "Comportamento ~idráulico e sedimento-
gico do Estuário do Rio 1tajai-A~U, SC", PORTOBR~S, 1%
tituto de Pesquisas ~idroviárias - INPH, Rio de Janei -
ro, 1985.
25 - DUIMKER, J.C., "Suspended Water in Estuaries: Absorption
and Dasorpt ion Process ", em: Chemistry and Biochemistr y
of Estuaries, ed. E. Olausson e 2. Cato, Wiley,pp. 121-
151, Chichester, 1980,
26 - DUNCAN, H,, "Harbour entrances, channels and turning ba -
siris", The Dock and Harbour Authority, no 4,pp.
1968.
269-2761,
27 - DYER, K.R., "Estuaries: A Physical Introduction", John
Wiley, London, 1973.
28 - DYER, K .R ., "Estuarine Hydrography and Sedimentation", €5
tuar ine and Brackish-Wa ter Çciences Association Ha nd
book, Cambridgs University Press, lst edition, london, 1979.
29 - EISIMINGER, S.K., "Widening and deepening the Columbia and
Willamette Rivers", The Dock and Harbour Authority, nQ
34, pp. 327-330, 1953.
30 - GANGARDT, G.G., "Water Resources of the USSR and their
-

use", XXIV International Navigation Congress, Leningrad,
1977.
31 - German Rhine Line, "Rhine", Off i cial Tourguide, Allianz
Trave1 ~ u i d e , l sdition, ~ ~ Baedeker Çtuttgart, 1984.
32 - GEYER, ROA ., "Marine Environmental Pollutionl', Elsevier
Scientific Publishing Company, vol. 2, Amsterdam, 1981.
33 - GOES FILHO, H.A. et al., "Portos e Transporte ~idroviário'~,
curso de treinamento oferecido pelo Banco Nacional de
Desenvolvimento ~conornico (BNDE), Rio de Janeiro, 1981.
34 GOES FILHO, H.A., "Notas de aula da disciplina Portos e
Vias ~avegávais", no 10o per;odo do curso de Obras H i
dráulicas e sanitárias da EE/UFRJ, Rio de Janeiro, 1982.
35 - GUNTSCHL, E., "Power Wateruay in Austria's Danube Scenz
ry", XXIII rd International Navigation Conqress, PIANC,
Section I, Subject 5, pp. 5-24, Otawa, 1973.
36 - HANSEN, D.V., e RATTRAY, M., "New Dimensions in Estuary
Classif ication", Limnol. Oceanoq., no 11, pp. 319-326,
1966.
37 - HARLEMAN, D., e IPPEN, A., "Salinity Intrusion Effects in
Tstuary Shoaling", ASCE, Journal of the Hydraulics Divi
sion vol. 95, nQ HY1, pp. 9-27, 1969.
-9
38 - HELLIWELL, P.R., e BOSSANYI, J., "Pollution Criteria for
Estuaries", proceedings of the Confsrence held at the
University of Southampton, July 1973, Pentech Press,
Londan, 1975.
39 - HIDROESB - Saturnino de Brito S.A., "~elatórios Mensais de
dados de corrente e nlveis d'água e ~elatório de antg
projeto e de projeto básico do Canal da Ilha das Onças",
Rio de Janeiro, 1979/80.
40 - HUIS IN'T VELD, J.C. et al., "The Closure of Tidal Basinsu,

Delft University Press, Delft, 1984.
41 - Instituto de Pesquisas Hidroviárias (INPH)/PORTOBR~S, "Prg
jeto de ~e~ulariza~ão da Embocadura do Estuário do rio
Potengi através da construção ds obras fixas, dragagem
e derrocagem - ~atal(~N) 'I, ~ivisão de ~esquisas(DIDE~~)
INPH - 07/85, Rio de Janeiro, 1985,
42 - Instituto de Pesquisas ~idroviárias (INPH)/PORTOBR~S, "Estu -
do em Modelo Reduzido da Baia de Santos-SP", Divisão de
Pesquisas (DIDEPE), INPH-182/82, vols, I e 11, Rio de
Janeiro, 1982.
43 - Instituto de Pesquisas ~idroviárias (INPH)/PORTOBR~S, Via
bilidade de execução de uma armadilha para a redução
do ossoreamento no porto de Itaja!-~~", ~ivisão de P-
quisaç (DIDEPE), 1~$~-66/83, Rio de Janeiro, 1983,
44 - JANSEN, P,Ph, et al., "Principies of River Engineering -
The Non-Tidal Alluvial River ", Pitman, London, 1979,
45 - KNIGHTON, O,, "Fluvial Forms and Processes", Edward Arnold,
lst edition, London, 1984.
46 - KOSTER, J,, e REINALDA, R., "Design of harbour configurati
ons in view of navigational and hydraulic aspects",
Delft Hydraulics Laboratory, no 121, Delft, 1974,
47 - KUIPER, E,, "Water Resources Development - Planning, €2
gineering and Ec~nomics~~, Butterworths, 3 rd edition,
London, 1971,
48 - KJERFVE, B,, "Notas de aula do curso Estuarine Oceanogra
&", no Centro ~ecnolÓgico de Hidráulica (CTH) - Cida -
de universitária (USP), são Paulo, 1985,
49 - LAUFF, G,H., "Estuaries" Amer. Ass, Advan, Sci. Publ., no
83, 1967,
50 - LINSLEY, R.K., e FRANZINI, 3,8., "Water Resources E ~ Y ~ @ L
-

ing", McGraw-Hill Book Cornpany, 3rd edition, Neui York,
1979,
51 - LIUINGSTONE, D.B., "Chemical Composition of Rivers and Lg
kes", U.S. Geol. Surv., Pap, 440-6, 64 pp., 1963.
52 - MACIEL, GeF.9 FERNANDES, JoCoFoy e JUNHO, R.R.C.y "E~tudo
de ~ a v e ~ a ~ dos ã o rios Araguaia-Tocantins", projeto f i
na1 do curso de Obras ~idráulicas e sanitárias, área de
Navegação Interior e Hidráulica Fluvial, EE/UFRJ, Rio
de Janeiro, 1985,
53 - MASON, J., "Obras ~ortuárias", Editora Campus - PORTOBR~S,
23 ediçãc, Rio de Janeiro, 1983.
54 - Mc DOWELL, DOM,, e OqCOMNOR, B.A., "Hydraulic Behavior of
Estuaries", The Macrnillan Press Ltd., lst edition, L-
don, 1977.
55 - MOREIRA, Jo0.S. et al., "0 Canal da ilha das Onças: Liga
56 - MOTTA, V ,
&o Hidroviária ~elérn-vila do Conde ", I seminário Nacio
na1 de Hidrovias, pp. 125-144, Curitiba, 1981.
"Processos ~edimentoló~icos em ~stuários", C2
PPE~UFRJ, PDD 05/80, Rio de Janeiro, 1980.
57 - National Academy of Sciences, "Estuaries, Geophysics, and
the Environment", Washington D.C., 1977.
58 - National Ports Council, "Port Approach Design - A Survey
of Ship Behaviour Studies", vol. I, London, 1975.
59 , NELSON, B.\d., !'Environmental Framework of Coastal Plain Es -
tuaries", Geol, 5oc. Am, Mem., nQ 133, 1973.
60 - NOVAES, A.G., "Economia e Tecnologia do Transporte ~aríti -
mo", Almeida Néves -Editores Ltda., 13 edição, Rio de
Janeiro, 1976.
61 - O'BYRNE, L., ''Bulk Handling and Transport", Cargo System
International, Uniteci Kingdorn, 1977.
-

62 - ODUM, W.E., WOODWELL, G.M., e WUSTER, C.F., "DDT Residues
absorbed from Organic Detritus by Fiddler Crabs", Sci
erice nQ 164, pp. 567-577, 1969,
63 - OFFICER, C.B., "Physical Oceanography of Estuaries a nd
Associated Coastal Waters", McGraw-Hill Book Company,
New York, 1980.
64 - OTTONI, A.B., "Alternativas de ~ransposi~ão das Corredei
ras do Bem-Querer", projeto final do curso de Obras H i
dráulicas e sanitárias, Area de ~ a v e ~ a ~ Interior ã o e H'
dráulica Fluvial, EE/UFRJ, Rio de Janeiro, 1982,
65 - OTTOKI, A.B., "General Considerations Related to Port Efi
gineering in River Estuaries", 'thesis oP the post - gra
duation coursu in Marine Civil Engineering, Division of
Port and Ocean Engineering, Trondheim, 1985.
66 - OTTONI NETTO, T.B., "Manejo Hzdrico em Bacias ~idro~ráf'
cas", tese para o concurso de professor titular do De
partamento de ~idráulica e Saneamento da EE/UFRJ, Rio
de Janeiro, 1983.
67 - OTTONI NETTO, T.B., e OTTONI, A.B., "Notas de aula da dis
ciplina Navegasao Interior e Hidráulica Fluvial", no
10Q período do curso de Obras ~idráulicas e sanitárias
da EE/UFRJ, Rio de Janeiro, 1985.
68 - PARKER, S. P., "Environmental Science", McGraw-Hill Book
Cornpany, znd edition, New York, 1980,
69 - PARTHENIADES, E., l~Diçcussion of Proc. Papsr 6340 by O.
Harleman and A. Ippen, Ça linity Intrusion Effects in
Estuary Shoalinq", ASCE, Journal of the Hydraulics Divi
sion vol. 96, nQ HY1, pp.
-9 264-2889 1970.
70 - Permanent International Association of Navigation Congress,
2oth PIAMC, Section I, Subject 4, Baltirnore, 1961.
71 - Permanent Intsrnational Association of Navigation Congress,
-

"Methods of determining sand and silt movement along
the coast, in estuaries and in maritime rivers. Use of
modern techniques such as radioactive isotopes, lurning
phores, etc.", Proceedings of 2oth Congress of PIANC,
Section 11, Subject 5, Baltimore, 1961.
72 - Permanent International Association of Navigation Congress,
"Optima 1 Lay-out and Dimensions of Maritime Fairways in
Shallow Seas and Maritime bdaterways", Report by Group
IV, 1980.
73 - POND, S., e PICKARD, G.L., "Introductory Dynamical Ocean~
graphy", Pergamon Interna tional Library, znd edition, 0x
ford, 1983.
74 - PORTOBR~S/DNPVN, "Hidrovias e Navegação no Brasil", Depaz
tamento Nacional de Portos e Vias ~avegáveis (DNPUN) -
análise condensada do Estudo Geral de Vias Navesáveis
Interiores do Brasil executado pelo ~onsór cio SGTE-LAS4
para a Diretoria de Vias Navegáveis, 1978.
75 - PRITCHARD, D.W., "Estuarine Hydrographytt, Advan. Geophy. 1,
pp. 243-280, 1952.
76 - PRITCHARD, D.W., "What is an Estuary?", em: Estuaries, ed.
G.H. La~ff, A.A.S.S. Pub. 83, Washington D.C., pp. 3-5,
1967.
77 - Research Transport Headquarters, "Ship Behaviour in Ports
and their Approachos", part 7- A Compendium Guide to
the Desiqn of Naviqation Channels, London, 1982,
78 - RODRIGUES JR., G.C., REZENDE, J.M., e CUNHA, L.C., "O Se
tor ~létrico 9 a ~avecja~ão Fluvial", ELETROBR~S - Cen
trais ~létricas Brasileiras SOA., Diretoria de Coordena
ção, Rio de Janeiro, 1977.
79 - SILVA, M. 30PPERT DA, "Notas de aula da Cadeira de Portos
de Mar, Rios e Canais do curso de Portos", Escola Nacio
-
-
-
-

na1 de Engenharia da Universidade do Brasil, Rio de
Janeiro, 1957. ,
80 - SILVA, R.C.V. DA, "Notas de aula da disciplina ~stuários",
do curso de p6s-graduaSão de Engenharia oceânica, na
área de Engenharia Costeira, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro,
1983.
81 - SILVA, R.C.V. DA, e lviASC4RENHAS, F.C.B., "Modelo ~umérico
Uni-Dimensiona 1 com Fundo ~ 6 ~ para 9 1 Estu~rios", COPPE/
UFR3 - Programa de Engenharia Civil, Rio de Janeiro,
1984.
82 - SILVERLEAF, A., e TURGEL, J,, "Reflections on Transport in
the Future", Transport Rvviews, vol. 3, no 4, pp. 303-
327, 1983.
83 - SILVESTER, R., "Coasta 1 Engineering", Elsevier Scientif ic
Publishing Company, vol. 2, lSt edition,Amsterdam, 1974.
84 - ÇIMMOFJS, H.B., "Some Effeets of Upland Discharge on Estug
rine Hydraulics", Proc. Rmer. Soc. Civil Enq., nQ 81,
pp. 792, 1955.
85 - ÇIMMONS, H.B., e HEFIMANN JR., F.A., "Effects of Man-Made
Works on the Hydraulic, Salinity and Shoaling Regimens
of Estuaries", Geol. Soc. Am. Memoir, no 133, pp. 555,
1972.
86 - SORENSEN, K.E., e DAVIS, C.V., "Handbook of Applied Hydrau -
licsl', McGraw-Hill Book Company, 3rd edition, New York,
1970,
87 - SOUZA, D.J. RONDON DE, ll~idrotécnica ContinentalW,tese pg
ra o concurso de livre docência do Departamento de H- i
dráuliça e Saneamento da EE/UFRJ, Rio de Janeiro, 1974.
88 - SOUZA, E.M.S.V. DE, "Os ~jtodos de cálculo do TransporteLi
torâneo e sua ~ ~ l i c a ao ~ ãLitoral o de Natal-RN", teso

de mestrado, COPPE/UFRJ, PTS-08/81, Rio de Janeiro,
1980.
89 - SVENDSEM, I.A., e JONSSON, I.G., "Hydrodynamics of Coastal
Regions", Technical University of Denmark, DK-2800,
Lingby, 1980,
90 - TUREKIAN, K.K,, "The Fate of Metals in the Oceans", - Geo
chim, Cosmochim, Acta, no 41, pp. 1139-1144, 1977.
91 - U.Ç. Rrmy Corps of Engineer~,'~8ibliography on Tidal Hydrau -
licsu, supplement 3, repor t 2, Vicksbrurg, 1959.
92 - UhlCTAD, "Port Developrnent - a handbook for planers in deve -
loping countriosl', United Nations, New York, 1978.
93 - VAN DER BURGH, P., "Prediction of the Extent of Salt Water
Intrusion into Estuaries and Seas", Journal of Hydradic
Research, nQ 4, pp. 267-288, 1968,
94 - VARGAS, B.M., "~volu~ão HiçtÓr ico-~orfolÓ~ica do ~stuário
do rio ta jai-ÇC I', PORTOBRAS/INPH, DIDEPE/DIATEC, INPH
(139/83), Rio de Janeiro, 1983.
95 - VASCO COSTA, F., "Notas de aula do curso ~idráulica ~ a r í t i
ma 'I, - no Instituto Superior ~écnico, Lisboa, 1974/1975.
96 - VOLLMERS, H., "Estuary Dynamicç", NATO Advanced Study on
Estuary Dynarnics, ~aboratório Nacional de Engenharia C i
vil, Lisboa, 1973.
-