2006 mestrado carlos_lips

AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE DRAGAGEM POR INJEÇÃO DE ÁGUA
EM ESTUÁRIOS
Carlos Roberto Lips Soares
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS
PROGRAMAS DE PÓS-GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE
FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS
NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM
ENGENHARIA OCEÂNICA.
Aprovada por:
_____________________________________________
Profª. Susana Beatriz Vinzon, D.Sc.
_____________________________________________
Prof. Afonso de Moraes Paiva, Ph.D.
_____________________________________________
Prof. Gilberto Olympio Mota Fialho, D.Sc.
_____________________________________________
Prof. José Carlos César Amorim, D.Ing.
RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL
MARÇO DE 2006

ii
SOARES, CARLOS ROBERTO LIPS
Avaliação do Processo de Dragagem por
Injeção de Água em Estuários [Rio de Janeiro]
2006
XXI, 126 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc.,
Engenharia Oceânica, 2006)
Dissertação – Universidade Federal do Rio
de Janeiro, COPPE
1. Dragagem por Injeção de Água – WID
2. Processos de Dragagem
3. Dragagem em Leitos Contaminados
4. Detalhamento dos Equipamentos – WID
5. Comparação dos Métodos de Dragagem
6. Análise dos Processos Hidrodinâmicos
7. Discussão da Dragagem no Porto de Itajaí
I. COPPE/UFRJ II. Título ( série)

iii
DEDICATÓRIA
A minha esposa Rosangela pelo companheirismo e grande incentivo nos
momentos mais difíceis que passei durante esta jornada.
As minhas filhas Andrea e Aline tão importantes para o equilíbrio da minha
vida.
Aos meus pais e irmã pela ajuda e compreensão devido a minha ausência
durante o período que se desenvolveu este estudo.

iv
AGRADECIMENTOS
A Professora Susana Beatriz Vinzon pela sua orientação, paciência e
dedicação que propiciaram a conclusão deste trabalho.
Aos Professores Afonso Paes e Gilberto Fialho por aceitarem em compor a
Banca examinadora deste trabalho.
Ao Professor do IME, José Carlos César Amorim por aceitar o convite para
compor a Banca examinadora deste trabalho, como convidado externo.
Ao corpo docente do Programa de Engenharia Oceânica, por sua capacidade
intelectual e empenho para manter o elevado nível de seus ensinamentos.
Aos funcionários do PEnO e da Engenharia Costeira, em especial as
Secretárias Gleice e Marise e os funcionários lotados no sistema de processamento de
dados, pelos seus grandes préstimos e constante paciência para ajudar os discentes.
Ao corpo discente das turmas de 2003 e 2004 do Programa de Engenharia
Oceânica da Engenharia Costeira que sempre me auxiliaram e compartilharam os
melhores momentos dos nossos, respectivos, anos letivos.
Ao INPH da CDRJ pela gentileza em ceder alguns relatórios que ajudaram no
desenvolvimento deste trabalho.
Ao DIDEHU da CDRJ que sempre colocou a disposição o seu arquivo técnico
para as consultas necessárias.
Aos meus familiares por afinidade e consangüíneos pelo constante apoio
emocional durante o período deste curso.
À Universidade do Vale do Itajaí através do Professor Schettini, Rodrigo e
Carla por suas excelentes condutas profissionais para dar o apoio técnico necessário
durante a campanha de medições na dragagem do Porto de Itajaí.

v
Aos Engenheiros Rodrigo e Raphael, da turma de M.Sc. de 2004, que muito
me ensinaram e auxiliaram nas medições da campanha de campo realizada durante a
dragagem do Porto de Itajaí.
Ao Diretor Superintendente da Ballast Ham no Brasil, Engº Eduardo Figueiredo
por sua cordialidade em disponibilizar toda ajuda necessária para o acompanhamento
da operação de dragagem no Porto de Itajaí.
À Diretoria da CDRJ por permitir o meu afastamento do trabalho, nos
momentos necessários, para concluir este curso.
Aos colegas de trabalho da CDRJ, principalmente: Adão, Amaral, Lia Mara,
Machado, Maiolino e Romeu que estiveram sempre me motivando e ajudando em
todas as ocasiões, principalmente, durante o período transcorrido neste curso.

vi
Resumo da Dissertação apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos
necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)
AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE DRAGAGEM POR INJEÇÃO DE ÁGUA
EM ESTUÁRIOS
Março/2006
Orientadora: Professora Susana Beatriz Vinzon (D.Sc.)
Programa: Engenharia Oceânica
Dentro da dragagem hidrodinâmica foi desenvolvido um novo processo
aplicado à dragagem de manutenção denominado de dragagem por injeção de água,
conhecido pela sigla WID. Neste método o deslocamento do material dragado, até a
sua disposição final, depende das correntes naturais e artificiais induzidas na coluna
de água do fluido, sendo a geração de correntes de densidade uma das importantes
características desta metodologia.
Este trabalho descreve os principais tipos de dragagem mais
empregados na atualidade e os equipamentos utilizados no processo de dragagem por
injeção de água, incluindo sua interferência em relação à biota local e a presença de
contaminantes no leito. Os forçantes hidrodinâmicos que interferem com o processo
WID são citados e a pluma de sedimentos induzida junto ao fundo é avaliada através
do número de Froude densimétrico. Com a finalidade de observar as características da
hidrodinâmica num ambiente onde está se utilizando esta metodologia foi realizada
uma campanha de medições, durante uma operação de dragagem no Porto de Itajaí,
no estuário do Rio Itajaí-Açú, sendo registrados os perfis de velocidade, salinidade e
turbidez, em um ciclo de maré. Foram identificados os principais aspectos positivos e
negativos inerentes a esta nova tecnologia, além da comparação operacional entre os
métodos de dragagem convencionais e o processo de Dragagem por Injeção de Água.

vii
Abstract of Dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.)
AVALIATION OF THE PROCESS OF WATER INJECTION DREDGIND
IN ESTUARIES
March/2006
Advisor: Professor Susana Beatriz Vinzon (D.Sc.)
Department: Ocean Engineering
Among hydrodynamic dredging processes, a new method is being
applied for maintenance dredging, called water injection dredging, WID. In this method
the dredging material is moved, until final deposit, by artificial and natural currents in
the fluid water’s column and being the generation of the density currents an important
characteristic to this methodology.
This work describes the method and the equipments required for the
water injection dredging process, as well as the principal types of dredging currently
used at this moment. A brief analysis of the water injection dredging is presented,
including its interference with the local biotic and contaminated materials in the bed.
The estuarine hydrodynamic, which may interfere with the WID process, is described,
and considerations about the formation of a turbidity current and its relation with the
densimetric Froude number is assessed. To address the main hydrodynamic
characteristics of a case study, a field campaign was accomplished, which covered a
tidal cycle, with a short period during a dredging operation in Itajaí Harbor, in the
estuary of Itajaí-Açú River. Velocity, salinity and turbidity profiles were measured,
during a tidal cycle. The mainly negative and positive aspects concerning to this new
technology are addressed in this work, including a comparison between conventional
dredging methods and the process of Water Injection Dredging.

viii
ÍNDICE DO TEXTO
I – INTRODUÇÃO...........................................................................................................1
I.1 – OBJETIVOS.....................................................................................................2
I.2 – ESTRUTURA DO TEXTO................................................................................3
II – CARACTERIZAÇÃO DOS MÉTODOS DE DRAGAGEM........................................4
II.1 – HISTÓRICO E EVOLUÇÃO DA DRAGAGEM................................................4
II.2 – TIPOS DE OPERAÇÃO DE DRAGAGEM......................................................5
II.2.1 – Dragagem de Aprofundamento ou Inicial............................................5
II.2.2 – Dragagem de Manutenção..................................................................6
II.2.3 – Dragagem de Mineração.....................................................................6
II.2.4 – Dragagem Ambiental ou Ecológica................ ...................................7
II.2.5 – Dragagens Especiais...........................................................................7
II.2.6 – Dragagens Naturais ou Erosão...........................................................8
II.2.7 – Dragagens para Aterros Hidráulicos....................................................8
II.3 – CASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE DRAGAGEM.................................9
II.3.1 – Processos Mecânicos de Dragagem.................................................10
II.3.2 – Processos Hidráulicos de Dragagem................................................12
II.3.3 – Processos Mistos de Dragagem........................................................14
II.3.4 – Processos Pneumáticos de Dragagem.............................................15
II.3.5 – Processos Hidrodinâmicos de Dragagem.........................................16
II.3.5.1 – Metodologia do Processo Hidrodinâmico...........................17
II.3.5.2 – Tipos de Dragagens Hidrodinâmicas..................................18
A – Dragagem por Agitação................................................19
B – Dragagem por Erosão...................................................19
C – Dragagem por Elevação...............................................20
D – Dragagem por Injeção – “WID”.....................................21
II.4 – DRAGAGEM NO PORTO DE ITAJAÍ............................................................23
II.4.1 – Especificações do Porto de Itajaí......................................................23
II.4.1.1 – Histórico..............................................................................23
II.4.1.2 – Localização do Porto..........................................................24
II.4.1.3 – Acessos às Instalações Portuárias.....................................26
II.4.1.4 – Principais Características Portuárias..................................28

ix
II.4.2 – Detalhes da Dragagem no Porto de Itajaí........................................31
II.4.2.1 – Tipos de Materiais encontrados no Leito...........................31
II.4.2.2 – Processos de Dragagem utilizados pelo Porto..................31
II.4.2.3 – Licitações de Dragagem para o Ano de 2005....................35
III – DRAGAGEM POR INJEÇÃO DE ÁGUA – WID....................................................36
III.1 – ANÁLISE DO PROCESSO DE DRAGAGEM...............................................36
III.1.1 – Histórico da Dragagem por Injeção de Água...................................36
III.1.2 – Operação da Dragagem por Injeção de Água.................................37
III.2 – MONITORAMENTO.....................................................................................39
III.3 – INTERFERÊNCIA DA DRAGAGEM NA BIOTA LOCAL..............................40
III.4 – DRAGAGEM EM LEITOS COM MATERIAIS CONTAMINADOS................42
III.5 – EQUIPAMENTOS DE DRAGAGEM – WID..................................................50
III.5.1 – Configuração e Seleção dos Equipamentos....................................50
III.5.2 – Detalhamento dos Equipamentos....................................................53
III.5.3 – Relação das Principais Dragas de Injeção de Água.......................56
III.5.4 – Versatilidade Operacional dos Equipamentos.................................57
III.6 – DADOS OPERACIONAIS DE DRAGAGEM................................................58
III.7 – PARÂMETROS OPERACIONAIS DE DRAGAGEM....................................59
III.8 – DIAGRAMA EM BLOCOS DO MÉTODO POR INJEÇÃO DE ÁGUA..........60
IV – ANÁLISE COMPARATIVA DOS PRINCIPAIS MÉTODOS DE DRAGAGEM......63
IV.1 – DRAGAS DE ALCATRUZES.......................................................................63
IV.2 – DRAGAS AUTOTRANSPORTADORAS......................................................67
IV.3 – DRAGAS DE SUCÇÃO E RECALQUE.......................................................69
IV.4 – DRAGAS DE INJEÇÃO DE ÁGUA – WID...................................................71
IV.5 – TABELA COMPARATIVA DOS MÉTODOS................................................72
V – ANÁLISE DO PROCESSO HIDRODINÂMICO NA METODOLOGIA WID...........74
V.1 – CORRENTE DE DENSIDADE......................................................................74
V.2 – CORRENTES NATURAIS............................................................................81
V.3 – HIDRODINÂMICA NO ESTUÁRIO DO RIO ITJAÍ-AÇÚ..............................83
V.4 – ESTUDO DE CASO – DRAGAGEM NO PORTO DE ITAJAÍ......................85
V.4.1 – Campanha de Medições..................................................................85
V.4.1.1 – Metodologia de Coleta.....................................................85

x
V.4.1.2 – Metodologia de Análise....................................................87
V.4.2 – Instrumentação.................................................................................87
V.4.3 – Análise dos Dados...........................................................................89
V.5 – REGISTROS DE DADOS DA HIDRODINÂMICA LOCAL...........................90
V.5.1 – Registros de Dados das Marés Astronômicas.................................90
V.5.2 – Determinação dos Valores Médios..................................................91
V.5.3 – Velocidades Projetadas no Eixo do Canal.......................................93
V.5.4 – Representação Gráfica dos Principais Parâmetros.........................94
V.5.5 – Análise das Amostras.....................................................................102
V.5.6 – Concentração dos Sedimentos na Coluna de Água......................102
VI – DISCUSSÃO DAS CONDIÇÕES DE DRAGAGEM NO PORTO DE ITAJAÍ.....106
VI.1 – INTRODUÇÃO..........................................................................................106
VI.2 – TRAJETÓRIA DOS SEDIMENTOS RESSUSPENSOS...........................106
VI.3 – INTERFERÊNCIAS NA OPERAÇÃO DE DRAGAGEM...........................107
VI.4 – PERIODICIDADE DAS BATIMETRIAS....................................................108
VI.5 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS..........................................108
VII – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES.............................................................110
VII.1 – CONCLUSÕES........................................................................................110
VII.2 – RECOMENDAÇÕES................................................................................113
REFERÊNCIAS...........................................................................................................115

xi
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura II.1 – Ilustração de uma draga dotada com o sistema “SPLIT” que caracteriza a
abertura longitudinal da cisterna para despejo do material dragado. Fonte:
Bandeirantes........................................................................................................8
Figura II.2 – Ilustração de uma draga hidráulica recalcando sedimentos para
restauração de uma área costeira. Fonte: Bandeirantes Dragagem...................9
Figura II.3 – Ilustração do esquema operacional de uma draga de alcatruzes
mostrando o conjunto de caçambas que atuam continuadamente na remoção
do material de fundo. Fonte: Sítio eletrônico www.ihc.holland.com..................10
Figura II.4 – Ilustração do esquema operacional de uma draga retroescavadeira
mostrando o carregamento de uma barcaça e seu sistema de posicionamento
no fundo, através de dois charutos de fixação do flutuante. Fonte: Góes Filho,
2004...................................................................................................................11
Figura II.5 – Ilustração do esquema operacional de uma draga de caçamba (Clam-
Shell) mostrando o guindaste responsável pela movimentação da caçamba e
os cabos presos ao flutuante que possibilitam o ciclo de corte de dragagem.
Fonte: Góes Filho, 2004....................................................................................11
Figura II.6 – Ilustração do esquema operacional de uma draga autotransportadora
mostrando a atuação das duas bocas e dois tubos de sucção durante a
dragagem, dispostos em cada lado da embarcação. Fonte: Sítio eletrônico
www.lhcholland.com..........................................................................................12
Figura II.7 – Ilustração do esquema operacional de uma draga de sucção e recalque
atuando com um desagregador na ponta da lança de dragagem mostrando as
âncoras de arinque que permitem o movimento lateral e, juntamente com os
charutos de fixação, propiciam o ciclo de corte de dragagem do equipamento.
Fonte: www.ihcholland.com...............................................................................13
Figura II.8 – Ilustração do esquema operacional de uma draga de sucção com roda de
caçambas na ponta da lança de dragagem, mostrando as âncoras de arinque
que, juntamente com os charutos, são responsáveis pelo ciclo de corte de
dragagem. Fonte: www.ihcholland.com.............................................................14
Figura II.9 – Ilustração do esquema operacional de uma draga pneumática mostrando
a linha de recalque e o equipamento de sucção pneumático em contato com o
leito. Fonte: Sítio eletrônico www.pneuma.it......................................................15

xii
Figura II.10 – Ilustração de um dos processos de dragagem hidrodinâmica mostrando
a atuação de uma estrutura sólida no leito aquático gerando uma pluma de
sedimentos que é carreada para além do sítio de dragagem pela atuação de
forçantes hidrodinâmicos presentes no fluido. Fonte: Martins (1974)...............16
Figura II.11 – Ilustração dos quatro principais processos de dragagem hidrodinâmica –
Injeção, Agitação, Erosão e Elevação. Relatório SEBA 99/12/info.1-E.............19
Figura II.12 – Ilustração de uma draga autotransportadora apresentando o lançamento
de sedimentos na superfície do fluido através do vertedor (overflow). Fonte:
Sítio www.vanoord.com.....................................................................................21
Figura II.13 – Ilustração do processo de dragagem por injeção de água, mostrando os
parâmetros necessários para induzir a formação da corrente de densidade.
Fonte: ThamesWeb – Maintenance Dredging...................................................22
Figura II.14 – Ilustração da localização do Porto de Itajaí no litoral de Santa
Catarina.............................................................................................................24
Figura II.15 – Ilustração do início do canal interno de acesso ao Porto de Itajaí
mostrando a entrada da barra. Fonte: Sítio www.portodeitajai.com.br..............26
Figura II.16 – Ilustração do Porto de Itajaí e seu canal de acesso até a sua foz. Fonte:
Sítio eletrônico www.portodeitajai.com.br..........................................................27
Figura II.17 – Ilustração do Porto de Itajaí, ressaltando os meandros do Rio Itajaí-Açú.
Fonte: Sítio eletrônico www.portodeitajai.com.br...............................................27
Figura II.18 – Ilustração dos berços de atracação do Porto de Itajaí mostrando parte da
bacia de evolução. Fonte: Sítio www.portodeitajai.com.br................................28
Figura II.19 – Ilustração da geografia do Porto de Itajaí, em laranja a área destinada à
expansão do Terminal de Contêineres – TECONVI. Fonte: Sítio eletrônico do
Porto de Itajaí www.portodeitajai.com.br...........................................................29
Figura II.20 – Ilustração do posicionamento dos berços de atracação e das instalações
atuais do Porto de Itajaí. Fonte: Sítio www.portodeitajai.com.br.......................30
Figura II.21 – Ilustração das expansões futuras do Porto de Itajaí, previstas para
ampliação dos berços de atracação e das retroáreas. Fonte: Sítio eletrônico
www.portodeitajai.com.br...................................................................................30
Figura II.22 – Ilustração de parte da Carta Náutica 1801 mostrando as áreas de
dragagem do Porto de Itajaí – berços, bacia de evolução, canal interno e canal
externo. Fonte: Sítio eletrônico do Porto de Itajaí www.portoitajai.com.br........33
Figura III.1 – Ilustração da demonstração do processo de dragagem por injeção de
água Fonte: Sítio eletrônico www.portodeitajai.com.br......................................38

xiii
Figura III.2 – Ilustração da formação da corrente de densidade através do processo de
dragagem por injeção de água. Fonte: Winterwerp et al...................................38
Figura III.3 – Ilustração da “Área Confinada na Superfície” para materiais
contaminados, sem capeamento. Fonte: Sítio www.portofrotterdam.com........45
Figura III.4 – Ilustração da “Área Confinada Subaquática” para materiais
contaminados, com capeamento.......................................................................46
Figura III.5 – Ilustração do arranjo geral de uma draga de injeção de água, de pequeno
porte, com propulsão própria. Fonte: Sítio eletrônico www.musing.nl...............52
Figura III.6 – Ilustração e detalhamento de uma draga de injeção de água
propelida............................................................................................................53
Figura III.7 – Ilustração de uma draga de injeção de água não propelida e de pequeno
porte. Fonte: Sítio eletrônico www.vanoord.com...............................................54
Figura III.8 – Ilustração e arranjo geral da draga de injeção de água propelida, de
grande porte. Fonte: Sítio eletrônico www.vanoord.com...................................55
Figura III.9 – Ilustração do quadro contendo as principais características da draga
ANTAREJA. Fonte: Sítio eletrônico www.vanoord.com.br................................56
Figura III.10 – Ilustração mostrando o diagrama em blocos cujo detalhamento
considera as características básicas da operação de dragagem por injeção de
água – WID........................................................................................................62
Figura V.1 – Ilustração do diagrama esquemático mostrando a formação da corrente
de densidade em um ambiente aquático, através da diferença de densidade
entre a pluma de sedimentos localizada no fundo e o fluido ambiente. Fonte:
Garcia, 1993......................................................................................................76
Figura V.2 – Ilustração de uma simulação da propagação da corrente de densidade
junto ao leito do corpo aquático. (T. Maxworthy, J. Leilich, J.E. Simpson e E.H.
Meiburg).............................................................................................................77
Figura V.3 – Ilustração da Corrente de Gravidade – U1, menos densa, interagindo com
a Corrente de Gravidade – U2, mais densa.......................................................78
Figura V.4 – Ilustração parcial da Carta Náutica 1801 – visão do Porto de Itajaí, do
Estuário do Rio Itajaí-Açú e do registro das coordenadas de campanha onde
foram coletados os dados de campo, onde foram coletados os dados de
campo................................................................................................................86
Figura V.5 – Ilustração mostrando o “ângulo de projeção das velocidades resultantes”
em relação ao eixo principal do canal do Porto de Itajaí...................................93

xiv
Figura V.6 – Ilustração mostrando o monitoramento utilizado na campanha de
medições no canal de acesso ao Porto de Itajaí.............................................104

xv
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico V.1 – Representação das velocidades u’, v’ e w’ projetadas longitudinalmente e
transversalmente ao eixo do canal – Maré vazando às 07:30h.........................96
transversalmente ao eixo do canal – Maré enchendo às 09:40h......................97
longitudinalmente ao eixo do canal – Maré enchendo às 11:10h......................98
transversalmente ao eixo do canal – Preamar às 14:10h..................................99
Gráfico V.10 – Representação das velocidades u’, v’ e w’ projetadas longitudinalmente
e transversalmente ao eixo do canal – Maré vazando às 15:00h......................99
e transversalmente ao eixo do canal – Maré vazando às 15:40h....................100
e transversalmente ao eixo do canal – Maré vazando às 17:56h(1)...............101

xvi
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela II.1 – Relação dos processos de dragagem já utilizados no Porto de Itajaí......31
Tabela II.2 – Demonstração da situação do edital para Dragagem no Porto de Itajaí.
Fonte: Sítio www.transportes.gov.br..................................................................35
Tabela III.1 – Sumário das atividades iniciais de monitoramento para o processo de
dragagem por injeção de água. Fonte: Dredging Research – Technical Note – 3
– 10, 1993..........................................................................................................40
Tabela III.2 – Relação dos equipamentos de dragagem por injeção de água da
empresa holandesa Van Oord, em operação em vários países. Fonte: Sítio
www.vanoord.com.............................................................................................56
Tabela III.3 – Registros dos principais parâmetros obtidos durante a operação de
dragagem por injeção de água no Rio Mississipi – EUA. Fontes: Dredging’ 94,
1994 e Sítio eletrônico www.vanoord.com.........................................................58
Tabela IV.1 – Comparação das taxas de produção dos processos de dragagem
convencionais, representados pelas dragas de alcatruzes e
autotransportadoras, com os processos hidrodinâmicos, representados pela
draga por injeção de água.................................................................................73
Tabela V.1 – Valores dos números adimensionais: Froude densimétrico, Richardson e
Reynolds, calculados para a corrente de densidade, a partir do conceito de
similaridade de escoamentos naturais simulados em laboratórios e com os
dados obtidos em campanhas de medição do processo WID...........................80
Tabela V.2 – Registro da Tábua de Marés do dia 9 de março de 2005, no Porto de
Itajaí. Fonte: Tábua de Marés da Diretoria de Hidrografia e Navegação – DHN
da MB.................................................................................................................90
Tabela V.3 – Relaciona os nomes dos arquivos com os respectivos horários das
incursões, para coleta de dados da Campanha de Medições, incluindo as
condições da maré astronômica no Porto de Itajaí e a situação operacional dos
equipamentos de dragagem..............................................................................92
Tabela V.4 – Indicação da direção convencionada das velocidades médias em relação
à coluna de água...............................................................................................95
Tabela V.5 – Registros dos resultados obtidos das amostras recolhidas da coluna de
água durante a campanha de medições no canal de acesso ao Porto de Itajaí,
no dia 9 de março de 2005..............................................................................105

xvii
LISTAGEM DE ABREVIATURAS
A = Amostra
a.C. = Período da história antes do nascimento de Cristo
ADV = Acoustic Doppler Vector – Medidor de Correntes
AL = Draga de Alcatruzes
ALUMAR = Alumínio do Maranhão
AMFRI = Associação dos Municípios da Foz do Rio Itajaí-Açú
ATM = Draga Autotransportadora de Médio porte
B1 = Berço de atracação nº 1
BVQI/in Metro = Bureau Veritas Quality International / Nacional
BVQI/RVA = Bureau Veritas Quality International / Internacional
C = Concentração de sedimentos no fluido
CEDA = Central Dredging Association
CODESP = Companhia Docas do Estado de São Paulo
COPPE = Instituto Luiz Alberto Coimbra de Pós-graduação e Pesquisa de Engenharia
COSIPA = Companhia Siderúrgica Paulista
CTD = Condutividade – Condutivímetro
CVRD = Companhia Vale do Rio Doce
CS = Clam-Shell – Draga de Caçamba
d.C. = Período da história depois do nascimento de Cristo
DELFT = Universidade Holandesa especializada em Hidrodinâmica
DHN = Diretoria de Hidrografia e Navegação
DNIT = Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes
DRP = Dredging Research Program
E = Ponto Cardeal Leste
EADI = Estação Aduaneira de Itajaí
ebb-WID = Dragagem por Injeção de Água no período da maré vazando
EIA = Estudo de Impacto Ambiental
EPA = Enviromental Protection Agency
F+A = Filtro + Amostra
FOSFERTIL = Fertilizantes Fosfatados S/A

xviii
GPS = Global Position System
HOM = Horas de Operação no Mês
HPA = Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos
IBAMA = Inst. Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis
INPH = Instituto Nacional de Pesquisas Hidroviárias – atual IPH/CDRJ
ISSO = International Standard Organization
LD = Linha d‘água
LDSC = Laboratório de Dinâmica de Sedimentos Coesivos
LISST = Laser In-Situ Scattering and Transmissometry
MB = Marinha do Brasil
N = Ponto Cardeal Norte
NNE = Ponto Cardeal Norte-Nordeste
N.Seq. = Número da seqüência
OBS = Sensor de Medição da Turbidez
OSPAR = Operational and Strategic Planning and Research
P+A = Prato + Amostra
PAH = Poly Aromatic Hydrocarbons
PC = Personal Computer
PEnO = Programa de Engenharia Oceânica
PORTOBRAS = Empresa de Portos do Brasil
Pot. = Potência
Rel = Relação
RIMA = Relatório de Impacto do Meio Ambiente
RO-RO = Navios que possui acesso por rampas laterais ou de popa
S = Ponto Cardeal Sul
SEBA = Sea-Based Activities
SR = Draga de Sucção e Recalque
SSW = Ponto Cardeal Sul-Sudoeste
T = Turbidez
TECONVI = Terminal de Contêineres do Vale de Itajaí
TMP = Taxa Média de Produção
UFRJ = Universidade Federal do Rio de Janeiro
USEPA = U.S. Environmental Protection Agency
WID = Water Injection Dredging – Dragagem por Injeção de Água

xix
LISTAGEM DE SÍMBOLOS
g = Grama
h = Hora
m = Metro linear
r = Radianos
t = tonelada
u = Velocidade no eixo dos x
v = Velocidade no eixo dos y
w = Velocidade no eixo dos z
C = Concentração de sedimentos
T = Turbidez
V = Volts
gf = Força gravitacional
gf(x) = Força gravitacional projetada no eixo dos x
gf(y) = Força gravitacional projetada no eixo dos y
hb = Altura da camada fluidificada
hp = Profundidade
h(x) = Altura da pluma de sedimentos
u’ = Velocidade u projetada no eixo do canal
v’ = Velocidade v projetada na coordenada y referente ao eixo do canal
w’ = Velocidade w
Cb = Capacidade de carga do batelão
Cc = Capacidade da caçamba
Cd = Ciclo de dragagem
Ce = Coeficiente de enchimento
Cec = Coeficiente de enchimento da caçamba
Cel = Condutividade elétrica em μ.Siemens.cm-1
Co = Ciclo operacional
Cop = Coeficiente operacional
D50 = Diâmetro médio das partículas de uma amostra
Es = Empolamento sugerido
Hop = Horas operacionais
Ht = Horas totais – Regime de trabalho (24h/dia x 26 dias)
H(x) = Altura da coluna de água

xx
Lcd = Distância percorrida pela corrente de densidade
Nc = Número de ciclos mensais
Pd = Produção de dragagem
Rr = Rotação do rosário
Sa = Salinidade em ppt – ‰
St = Declividade do talude do leito do corpo hídrico
Ta = Tempo de atracação
Tc = Tempo de carga do batelão
Td = Tempo de desatracação
Tp = Taxa média de produção
Vb = Volume da cisterna do batelão
Vc = Volume da cisterna “in situ”
Ve = Velocidade média de avanço da corrente de densidade
Vm = Volume mensal “in situ”
Vt = Volume total da cisterna
Ws = Velocidade de queda
Fr = Número de Froude
Re = Número de Reynolds
Ri = Número de Richardson
Vu = Velocidade média na direção norte-sul
Vv = Velocidade média na direção leste-oeste
Vw = Velocidade média na direção da linha de profundidade
Vu’ = Velocidade média projetada no eixo do canal
Vv’ = Velocidade média projetada perpendicular ao eixo do canal
Vw’ = Velocidade média projetada na linha da profundidade
Vu’v’ = Velocidade resultante das velocidades projetadas u’ e v’
m2
= Metro quadrado
m3
= Metro cúbico
kW = Quilowatt
km = Quilômetro
ml = Mililitro
mm = Milímetro linear
Hz = Hertz
kVA = Quilovolt-amper
mHz = Mega-hertz

xxi
min = Minuto
rpm = Rotações por minuto
ton = Tonelada
ppt – ‰ = Percentage per thousand
g/l = Grama por litro
Kg/m3
= Quilograma por metro cúbico
kW/m3
.h-1
= Quilowatt por metro cúbico por hora
m/min = Metro por minuto
m/s = Metro por segundo
m.s-1
= Metro por segundo
m3
/h = Metro cúbico por hora
m3
.s-1
= Metro cúbico por segundo
mg/l = Miligrama por litro
mg.l-1
= Miligrama por litro
Micromhos.cm-1
= Unidade de condutividade
Micro.Siemens.cm-1
= Unidade de Condutividade
α = Ângulo do talude do leito do corpo hídrico
ϕ = Ângulo da velocidade resultante Vu’v’ em relação ao eixo do canal
γ = Ângulo de defasagem entre o ponto cardeal leste e o eixo do canal
ρ0 = Densidade (peso específico) do fluido ambiente
ρ1 = Densidade (peso específico) da corrente de densidade
ρs = Densidade (peso específico) do sedimento
ρ(s,t) = Densidade (peso específico) em função da salinidade e temperatura
ρ(s,t,c) = Densidade (peso específico) em função da salinidade, temperatura e concentração
ρ(mistura) = Densidade (peso específico) da mistura
μS = Micro-Siemens (unidade de condutividade)
μ/l = Mícron por litro
≅ = Aproximadamente
ºC = Grau Celsius
> = Maior que
< = Menor que
≥ = Maior ou igual a
≤ = Menor ou igual a
‰ = Porcentagem por mil

1
I – INTRODUÇÃO
O transporte aquaviário é responsável pela movimentação de
aproximadamente 90% das cargas mundiais, tornando-se, portanto, o principal meio
de locomoção de cargas do planeta. Atualmente, o transporte marítimo internacional
utiliza navios cada vez mais especializados, bem como assistidos de modernas
técnicas de gerenciamento e comunicação, direcionando as suas atenções para a
nova demanda de navios econômicos. A exploração da economia de escala, refletidas
no aumento de porte dos navios, é uma característica marcante na evolução da
indústria do transporte marítimo e está intimamente ligada à agilização das operações
portuárias, assim como a preservação de seus acessos aquaviários.
Para atender as exigências de um mercado mundial altamente
competitivo, a maioria dos portos teve que aumentar não somente a profundidade
como ainda a largura de seus canais de acesso, berços de atracação e bacias de
evolução, de maneira a garantir que as diversas embarcações, cada vez maiores em
tamanho e calado, economicamente mais rentáveis, possam trafegar por vias
aquáticas naturais ou artificiais, penetrar em baias protegidas e aproximarem-se das
áreas portuárias para o embarque e desembarque das cargas transportadas.
Várias centenas de milhões de metros cúbicos são dragados
anualmente, em todo o mundo (GOES FILHO, 2004), grande parte desta quantidade
de sedimentos é removida de portos que apresentam constantes assoreamentos1
,
gerados por ações naturais ou antrópicas, atuantes nas proximidades destes
ambientes hídricos. Portanto, tornou-se necessário, à preservação destas
profundidades, o emprego constante de dragagens de manutenção, principalmente em
portos localizados em estuários que necessitam destes serviços em escala cada vez
mais crescente.
A evolução dos equipamentos e das técnicas de dragagem vem
acompanhando as demandas impostas pela modernidade e pela competitividade. Uma
nova metodologia foi desenvolvida, na década de 90, para atender as operações de
1
Materiais depositados em leitos aquáticos provenientes da sedimentação de partículas
suspensas na coluna de água, oriundas de ações naturais ou artificiais.

2
dragagens de manutenção, dando origem a um novo tipo de dragagem hidrodinâmica
denominada dragagem por injeção de água, conhecida pela sigla WID – Water
Injection Dredging, onde a versatilidade dos equipamentos e o baixo custo operacional
motivaram a grande expansão operacional deste método. Este trabalho visa
apresentar as principais características operacionais desta metodologia.
I.1 – Objetivos
• Descrever as características básicas da dragagem por injeção de água,
assim como os equipamentos necessários.
• Comparar esta metodologia de dragagem hidrodinâmica com a dragagem
convencional.
• Observar as características do escoamento no estuário do Rio Itajaí-Açú e
sua possível influência na operação de dragagem.

3
I.2 – Estrutura do Texto
A descrição do texto foi dividida em sete capítulos, para possibilitar uma
melhor estruturação e compreensão dos principais tópicos do processo em estudo:
I – Introdução – Detalhamento das motivações que propiciaram a escolha do
tema, assim como os objetivos e propostas do estudo apresentado.
II – Caracterização dos Métodos de Dragagem – Envolve o histórico da evolução
da dragagem, definição dos tipos de operação de dragagem, além da
classificação dos processos de dragagem existentes na atualidade, segundo
alguns autores. Por fim, descreve várias especificações do Porto de Itajaí,
detalhando as características de dragagem no seu acesso aquaviário.
III – Dragagem por Injeção de Água – Este capítulo faz uma breve análise
operacional desta metodologia, relaciona os equipamentos e acessórios de
dragagem, menciona a interferência da dragagem hidrodinâmica em relação à
biota local e transcreve os estudos realizados, na Holanda, sobre a atuação do
processo WID em leitos com materiais contaminados. Descreve a importância
do monitoramento por instrumentos, além de avaliar a corrente de densidade
através dos números adimensionais: Froude densimétrico, Richardson e
Reynolds. Finalmente ilustra, por meio de um “Diagrama em Blocos”, a
interligação das atividades que envolvem o processo WID.
IV – Análise Comparativa dos Métodos de Dragagem – Apresenta uma comparação
técnica operacional do processo WID com a Dragagem Convencional.
V – Análise do Processo Hidrodinâmico da Metodologia WID – Definição teórica de
corrente de densidade e a importância das correntes naturais presentes nessa
operação de dragagem. São apresentados os resultados da campanha de
medições, através de gráficos e tabelas, realizada no Rio Itajaí-Açú, no Porto
de Itajaí em 9 de março de 2005, onde a dragagem por injeção de água está
sendo realizada.
VI – Discussão das Condições de Dragagem no Porto de Itajaí – Analisa a trajetória
dos sedimentos e as interferências na operação de dragagem em Itajaí.
VII – Conclusões e Recomendações – Descreve os principais aspectos operacionais
do processo WID, assim como a necessidade das campanhas de campo,
dando ênfase aos resultados encontrados. Faz algumas recomendações sobre
a utilização deste método de dragagem.

4
II – CARACTERIZAÇÃO DOS MÉTODOS DE DRAGAGEM
II.1 Histórico e Evolução da Dragagem
Limpar ou desobstruir vias navegáveis com dragas é uma definição
clássica para dragagem, já GOES FILHO (2004) define a dragagem como um
processo de relocação de sedimentos e solos para fins de construção e manutenção
de vias aquáticas, de infraestrutura de transporte, de aterros e de recuperação de
solos ou de mineração. De fato, a evolução das metodologias de dragagem
possibilitou uma ação de maior âmbito tornando-se mais abrangente e, até mesmo,
imprescindível no auxílio para remoção de escombros, na recuperação de achados
arqueológicos, em obras que necessitem de aterros especiais, na exploração industrial
de depósitos naturais de minerais, pedras preciosas e recursos marinhos de valor
comercial (Compton’s Encyclopedia, 1998) ou, ainda, em dragagens de recuperação
do meio ambiente aquático (Ge Study Report, 1998).
Historicamente, existem referências à abertura de canais para
navegação desde a mais remota antiguidade, ou seja, aproximadamente 5.000 anos
antes de Cristo, entre os Sumérios (MARTINS, 1974). Podemos mencionar ainda
importantes serviços hidráulicos, tais como: a abertura do Canal da Babilônia; o
traçado entre os Rios Tigre e Eufrates; a navegabilidade no Rio Eufrates determinada
por Nabucodonosor – 600a.C (BRAY, 1997; Compton’s Encyclopedia, 1998); uma
ligação predecessora do Canal de Suez, entre o Rio Nilo e o Mar Vermelho; a
drenagem do Lago Fucino – 43a.C. Porém, o mais longo e antigo canal aquático ainda
existente é o Grande Canal da China, com mais de 1600 km de extensão o que levou
cerca de 2000 anos para ser construído – suas obras iniciaram no século 7a.C. e
terminaram por volta do ano 1280d.C.. Na Europa, os pioneiros na construção de
canais foram os italianos, muito embora os franceses prezem pela quantidade e
extensão de suas vias aquáticas. Já na Grécia Antiga, eram construídos canais
artificiais com fins de irrigação e também para unir corpos de água. Atualmente, os
holandeses são os que mais investem em tecnologia de dragagem, principalmente, na
construção de canais para drenagem de seu território (TORRES, 2000; Compton’s
Encyclopedia, 1998).

5
Em particular, a dragagem hidrodinâmica objeto deste trabalho e que
será descrita posteriormente, remonta da Idade Antiga onde, na Índia, já existia
indícios do uso deste método para remover os assoreamentos causados ao Rio Indus
(MARTINS, 1974). Na época, esta operação de dragagem era efetuada através do
arrastamento de troncos de madeira, posicionados verticalmente em embarcações
propulsadas a vela ou remos, atuando em contato com o material de fundo do rio,
visando ressuspender os sedimentos que, posteriormente, eram deslocados através
da hidrodinâmica natural do corpo hídrico, gerando, com isto, o aprofundamento do
leito aquático.
II.2 – Tipos de Operação de Dragagem
As operações de dragagem mais comuns são definidas pelas
características básicas e finalidades operacionais que envolvem o processo de
dragagem. Seguindo a concepção de alguns livros e periódicos (USEPA, 1994; GE
Study Report, 1998; TORRES, 2000; GOES FILHO, 2004) podemos destacar os
seguintes tipos de operação de dragagem:
II.2.1 – Dragagem de Aprofundamento ou Inicial
É determinada pelo aprofundamento virginal2
do leito aquático, onde,
normalmente, a coesão entre as partículas é mais intensa. Os equipamentos de
dragagem são mais robustos e adaptados a cada tipo de situação operacional.
A metodologia e o equipamento adequado são condições prioritárias
para se obter bons resultados neste tipo de operação. A diversificação é determinada
pelas características do material existente no fundo aquático, podendo ser empregada
a derrocagem subaquática como parte deste processo operacional. Geralmente, estas
operações são caracterizadas por (GOES FILHO, 2004):
• Movimentação de grandes quantidades de material dragado.
2
Aprofundamento em locais onde a dragagem nunca foi efetivada.

6
• Remoção de solos compactos.
• Dragagem de camadas de solos não alteradas.
• Baixa presença de contaminantes.
• Camadas para dragagem com espessuras consideráveis.
• Atividades de dragagem não repetitivas.
II.2.2 – Dragagem de Manutenção
É definida como uma operação mais suave3
, onde a remoção dos
sedimentos é facilitada devido a pouca coesão das partículas depositadas
recentemente4
no leito aquático. Esta característica facilita a utilização da maioria dos
processos de dragagem existentes na atualidade. Geralmente, consiste em uma
técnica operacional sucessora à dragagem de aprofundamento. Possui como
principais características (GOES FILHO, 2004):
• Quantidade de material a ser dragado variável.
• Remoção de solos não compactos.
• Possível presença de materiais contaminados.
• Ocorrência mais freqüente em canais de navegação e portos.
• Atividade, normalmente, repetitiva e rotineira.
II.2.3 – Dragagem de Mineração
É composta por equipamentos especificamente construídos para
extração de minerais com valor econômico como: argilas, areia e cascalho, para
utilização em indústrias e na construção civil, podendo ainda ser utilizada em aluviões
fluviais para extração de ouro e pedras preciosas.
3
Caracterização atribuída para dragagens em solos aquáticos de fácil remoção.
4
Definição de tempo insuficiente para consolidar uma forte coesão das partículas.

7
II.2.4 – Dragagem Ambiental ou Ecológica
Caracteriza-se pela utilização de dragas ecológicas para remoção, tão
somente, da camada de materiais contaminados depositados no fundo do corpo
hídrico, como também na linha da água quando ocorrem vazamentos acidentais de
óleos ou derivados de petróleo no meio aquático. São equipamentos desenhados para
trabalharem induzindo pouco efeito de turbidez na coluna de água, normalmente
causados pelos processos de dragagem convencionais. Procedimentos rigorosos são
exigidos para a dragagem e deposição final do material. A eficiência da dragagem
ecológica está restrita a observação dos seguintes fatores (GOES FILHO, 2004):
• Minimização da dispersão de sedimentos contaminados para as
áreas adjacentes ao sítio de dragagem;
• O manejo, tratamento e despejo do rejeito de dragagem devem ser
efetuados de modo seguro do ponto de vista ambiental;
• A operação deve ser completada no menor tempo possível,
resultando na máxima remoção de sedimentos contaminados e na
mínima remoção de sedimentos limpos.
Na dragagem ambiental a remoção do material contaminado se
procede cuidadosamente, sendo constantemente associada a um programa de
tratamento, reutilização ou relocação do mesmo. Possui como características mais
usuais:
• Volumes reduzidos de dragagem.
• Presença de materiais contaminados.
• Remoção de solos não compactados.
• Atividade com tendência não repetitiva.
II.2.5 – Dragagens Especiais
São constituídas por equipamentos projetados ou adaptados para
casos particularizados de dragagem, como por exemplo, dragagens em grandes
profundidades, retirada de escombros e outras operações especiais. Dependendo da
situação existe a possibilidade da utilização de equipamentos robotizados.

8
II.2.6 – Dragagens Naturais ou Erosão
São identificadas pela ação de forçantes hidrodinâmicos naturais
presentes no corpo hídrico, muito comuns em regiões estuarinas, onde o incremento
da vazão de águas continentais, devido ao período de fortes chuvas, ou alterações na
incidência de ventos e de ondas de marés astronômicas ou meteorológicas, tornam
viável o deslocamento dos sedimentos de fundo para outros sítios. Podendo, sob
certas condições, haver retorno do material removido ao mesmo ponto inicial, como
por exemplo, em lagos ou lagoas, cujos efeitos hidrodinâmicos contornam todo o seu
perímetro. Neste tipo de dragagem, normalmente, não existe interferências induzidas
artificialmente nas ações que caracterizam o processo.
II.2.7 – Dragagens para Aterros Hidráulicos
São, basicamente, desempenhadas pela atuação de dragas hidráulicas
ou mecânicas, podendo ser utilizados batelões especiais tipo split-barge5
no intuito de
recalcar ou transportar grãos de areia para reurbanização de áreas costeiras,
construção de rodovias e aeroportos ou, ainda, para engordamento6
de praias.
Figura II.1 – Ilustração de uma draga dotada com o sistema “SPLIT” que caracteriza a
abertura longitudinal da cisterna para despejo do material dragado. Fonte: Bandeirantes.
5
Tipo de embarcação onde a abertura da cisterna é longitudinal em todo seu comprimento.
6
Termo atribuído para definir incremento de areia para acresção ou recomposição de praias.
Abertura
Longitudinal
da Cisterna

9
Figura II.2 – Ilustração de uma draga hidráulica recalcando sedimentos para restauração
de uma área costeira. Fonte: Bandeirantes Dragagem.
II.3 – Classificação dos Processos de Dragagem
A diversificação dos processos de dragagem foi motivada pela
necessidade de transpor as dificuldades impostas pela própria natureza. Contudo, a
evolução destes métodos continua se desenvolvendo através de estudos e pesquisas
em laboratórios ou, até mesmo, em modelagens matemáticas, visando melhorar as
técnicas de operação e a eficiência dos equipamentos, no intuito, também, de
minimizar os custos operacionais.
Segundo alguns autores e periódicos (DAVIS et al., 1990; BRAY et al.,
1997; Relatório SEBA, 1999; GOES FILHO, 2004), podemos distinguir, como
principais e mais utilizadas técnicas, os seguintes processos de dragagem:
Draga Leblon
Cisterna 880 m
3
Restauração da Praia de Olinda - PE
“Clam-Shell”
3 jd3
Jato de água
com areia

10
II.3.1 – Processos Mecânicos de Dragagem
São caracterizados pela atuação mecanizada dos equipamentos para a
remoção dos sedimentos de fundo. Os equipamentos de dragagem mais conhecidos
que utilizam este processo são: Draga de Alcatruzes (Bucket line Dredge), Draga de
Caçamba (Clam-Shell), Caçamba tipo Mandíbulas (Grab Dredge), Escavadeiras
Frontais (Dipper Dredges), Retro-Escavadeiras (Hoes), Pás de Arrasto (Draglines).
Devido à simplicidade e semelhança com os equipamentos utilizados
em terraplenagem, os equipamentos mecânicos de dragagem foram os primeiros a ser
desenvolvidos. Geralmente, o material dragado é lançado em cisternas de batelões
que transportam estes sedimentos até a área de deposição final. As dragas mecânicas
podem possuir propulsão própria ou não, as não propelidas são conhecidas como
dragas estacionárias. A seguir ilustramos alguns destes equipamentos, assim como os
principais detalhes que permitem sua operação em meios aquáticos.
Figura II.3 – Ilustração do esquema operacional de uma draga de alcatruzes mostrando o
conjunto de caçambas que atuam continuadamente na remoção do material de fundo.
Fonte: Sítio eletrônico www.ihcholland.com.
Espessura
de Corte
Cabo do
Suspensório
DRAGA DE
ALCATRUZES
Lança de
Dragagem
Guindaste
de Proa
Flutuante sem Propulsão
Tombo
Inferior
Tombo
Superior
Guindaste
de Popa
Charutos de
Popa BB e BE
Superestrutura
Mastro Principal
Charutos de
Proa BB e BE
Caçambas
do Rosário
Guinchos
de Proa
Guinchos
de Popa
Dalas BB/BE

11
Figura II.4 – Ilustração do esquema operacional de uma draga retroescavadeira
mostrando o carregamento em uma barcaça e seu sistema de posicionamento no fundo,
através de dois charutos de fixação do flutuante. Fonte: Góes Filho, 2004.
Figura II.5 – Ilustração do esquema operacional de uma draga de caçamba (Clam-Shell)
mostrando o guindaste responsável pela movimentação da caçamba e os cabos presos
ao flutuante que possibilitam o ciclo de corte de dragagem. Fonte: Góes Filho, 2004.
Charutos de
Fixação para
Dragagem
Flutuante sem propulsão
DRAGA RETROESCAVADEIRA
Retro
Escavadeira
Caçamba
DRAGA DE CAÇAMBA
Cabos de movimentação
do Flutuante – proa e popa
Caçamba de
Dragagem
Guindaste de Dragagem
Guincho
Cabo Guia da
Caçamba
Cabo de Içamento

12
II.3.2 – Processos Hidráulicos de Dragagem
A atuação de bombas hidráulicas para succionar e recalcar os
sedimentos, que podem ser fragmentados mecanicamente por desagregadores ou
hidraulicamente através de fortes jatos de água, é uma das principais características
deste processo. Podemos citar os seguintes tipos de equipamentos: Dragas
Autotransportadoras (Hopper Trailing Suction Dredges) e Dragas de Sucção e
Recalque (Cutter Suction Dredges), as quais poderão ser propelidas ou não.
Durante a remoção do material dragado é formada uma mistura de
água com o material sólido do leito, que é bombeado para tubulações flutuantes a
distâncias compatíveis com a potência dos equipamentos – no caso de dragas de
sucção e recalque – ou em bombeamentos para dentro de cisternas – no caso de
dragas autotransportadoras (GÓES FILHO, 2004), que também possuem a alternativa
de recalcar os sedimentos em tubulações. Existe ainda a possibilidade de bombear o
produto da dragagem para batelões acostados a contrabordo das dragas.
As dragas hidráulicas são constituídas de tecnologias mais recentes e,
geralmente, possuem maior rendimento operacional que as dragas mecânicas.
Figura II.6 – Ilustração do esquema operacional de uma draga autotransportadora
mostrando a atuação das duas bocas e dos dois tubos de sucção durante a dragagem,
dispostos em cada lado da embarcação. Fonte: Sítio eletrônico www.ihcholland.com.
DRAGA AUTOTRANSPORTADORA
Bocas de Dragagem
BB e BE
Tubos de Sucção
BB e BE
Guindaste de
Manutenção
Cisterna para armazenamento do
material dragado
Superestrutura Tubulação de Recalque
Para a Cisterna
Propulsores
Principais
BB e BE
Propulsor
Lateral
Bomba Sucção
Intermediária
BB e BE
Tubos de Jato de água BB e BE
Leme

13
As dragas de sucção e recalque – cutter suction dredges – são,
normalmente, equipamentos sem propulsão que atuam em regiões costeiras, sendo
muito utilizadas em aterros hidráulicos para construção de aeroportos ou restauração
de praias. Geralmente, são equipadas com um desagregador mecânico instalado na
extremidade da lança de dragagem junto ao tubo de sucção, que atua por rotação
desagregando o material do leito, o qual é aspirado pela bomba de dragagem. Estas
dragas, como as dragas mecânicas, também são conhecidas como estacionárias e a
utilização dos charutos, normalmente localizados a ré, juntamente com as lanças e
âncoras de arinque, funcionam para dar apoio durante a dragagem, possibilitando o
avanço e o giro da draga – swing7
– movimento responsável pelo ciclo de corte de
dragagem.
Figura II.7 – Ilustração do esquema operacional de uma draga de sucção e recalque
atuando com um desagregador na ponta da lança de dragagem mostrando as âncoras de
arinque que permitem o movimento lateral e , juntamente com os charutos de fixação,
propiciam o ciclo de corte de dragagem do equipamento. Fonte: www.ihcholland.com.
7
Nome do movimento que resulta na largura de corte da draga de sucção e recalque.
DRAGA DE SUCÇÃO E RECALQUE
Charutos BB e BE
para Dragagem
Tubo de Recalque
Tubo de Sucção
Desagregador
Lança de Dragagem
Âncora de
Fundeio
Cabine de Dragagem
Suspensório
Mastro Principal Lanças de Arinque
Âncoras
de Arinque
BB e BE

14
II.3.3 – Processos Mistos de Dragagem
São identificados pela ação conjunta e simultânea dos processos
mecânicos e processos hidráulicos. Como exemplo desta tecnologia pode-se registrar
as dragas de sucção e recalque com roda de caçambas instalada na ponta da lança.
Este mecanismo remove o material de fundo mecanicamente lançando-o diretamente
na linha de sucção hidráulica da draga.
Uma das características deste tipo de equipamento é de poluir menos
que as dragas mecânicas e hidráulicas, pois o processo de remoção mecanizado e a
posterior sucção do material dragado fluindo pelo tubo de sucção acarretam em menor
dispersão dos sedimentos na coluna de água.
Apesar de se constituir em uma draga de processo misto, o seu ciclo de
dragagem é idêntico ao das dragas hidráulicas de sucção e recalque.
Figura II.8 – Ilustração do esquema operacional de uma draga de sucção com roda de
caçambas na ponta da lança de dragagem mostrando as âncoras de arinque que,
juntamente com os charutos, são responsáveis pelo ciclo de corte de dragagem. Fonte:
www.ihcholland.com.
DRAGA DE SUCÇÃO COM RODA DE CAÇAMBAS
Charutos BB e BE
de Dragagem
Roda de
Caçambas
Lança de Dragagem
Cabine de Dragagem
Tubo de Recalque
Tubo de Sucção
Suspensório
Âncora de
Fundeio
Mastro Principal Lanças e
Âncoras
de Arinque
BB e BE

15
II.3.4 – Processos Pneumáticos de Dragagem
São equipamentos muito utilizados em arqueologia náutica para
recuperar pequenos objetos submersos, trata-se de um tubo de sucção utilizando um
sistema com pressão de ar comprimido na ponta que induz a aspiração de pequenos
sedimentos de fundo, este método é conhecido como Air-lift. Existem dragas
ecológicas que utilizam, na sucção, sistemas pneumáticos em seus mecanismos para
atenuar a dispersão do material dragado, evitando sua elevação na coluna de água.
Atualmente, as dragas pneumáticas são consideradas as que menos
poluem durante o processo de dragagem, contudo, o maior problema continua sendo a
deposição final dos sedimentos removidos, pois se estima que o custo da disposição
de sedimentos em áreas confinadas especiais pode ser de 3 a 6 vezes superior a
simples descarga no mar (HINCHEE et al., 2001). Há registros de casos de tratamento
de materiais contaminados com custos variando de 10 a 100 vezes superiores aos da
utilização sem necessidade de tratamento (HINCHEE et al., 2001).
Figura II.9 – Ilustração do esquema operacional de uma draga pneumática mostrando a
linha de recalque e o equipamento de sucção pneumático em contato com o leito. Fonte:
Sítio eletrônico www.pneuma.it.
DRAGA PNEUMÁTICA ECOLÓGICA
Sistema Pneumático de Sucção
Tubulação
Pneumática
de Sucção
Cabo de aço
Translação
Compressor
Tubo de
Recalque Flutuante
Cabos de Içamento
Cabo da Lança
Valv. Distrib. de Ar

16
II.3.5 – Processos Hidrodinâmicos de Dragagem
Basicamente, estes processos dependem dos recursos hidrodinâmicos
induzidos na coluna de água de forma natural ou artificial a fim deslocar, para outro
sítio, os sedimentos de fundo, os quais são suspensos do leito aquático por ação de
contato mecânico ou hidráulico. É considerada uma operação de baixo custo, pois o
transporte do material dragado não é efetuado pelo equipamento, mas sim pelas
condições hidrodinâmicas presentes no corpo hídrico.
As dragagens naturais também utilizam os recursos hidrodinâmicos do
fluido como meio de transporte dos sedimentos ressuspensos, constituindo-se num
processo sem intervenções antrópicas, contudo não são consideradas dragagens
hidrodinâmicas pela CEDA – Central Dredging Association – organização internacional
que se dedica a todo tipo de atividade que envolva a dragagem (Relatório SEBA,
1999). Neste Relatório, só foram considerados como processos de dragagens
hidrodinâmicas aqueles que são realizados com a atuação de equipamentos de
dragagem.
Figura II.10 – Ilustração de um dos processos de dragagem hidrodinâmica mostrando a
atuação de uma estrutura sólida no leito aquático, gerando uma pluma de sedimentos
que é carreada para além do sítio de dragagem pela atuação de forçantes
hidrodinâmicos presentes no fluido. Fonte: Martins (1974).
Estrutura
Sólida
Embarcação
de Tração
Sedimentos DispersadosSentido da Embarcação
Fluxo dos Sedimentos
DRAGAGEM HIDRODINÂMICA
Cabo de Tração
Sedimentos Depositados
Leito Aquático
Linha da água

17
II.3.5.1 – Metodologia do Processo Hidrodinâmico
A dragagem hidrodinâmica é definida como sendo a deliberada
suspensão ou ressuspensão de uma fração de sedimentos do leito de um sistema
aquático, através de intervenções mecânicas ou hidráulicas, com posterior
deslocamento desse material, da área de dragagem até o seu depósito final, utilizando
processos hidrodinâmicos naturais ou induzidos no fluido (Relatório SEBA, 1999). A
distribuição dos sedimentos liberados na coluna de água do corpo hídrico permite o
acompanhamento qualitativo e quantitativo desta metodologia.
Neste processo, não há transporte, do material removido8
, por
intermédio de equipamentos de dragagem como batelões ou tubos de recalque, a
própria coluna da calha hidráulica é utilizada como meio de transporte dos sedimentos
até a área de disposição final, tornando esta operação uma atividade de baixo custo
operacional (ATHMER, 1996), podendo ser utilizada em dragagens de manutenção de
portos e vias navegáveis localizados, principalmente, em rios ou estuários
(WINTERWERP et al., 2001).
A quantidade de sedimentos que são transportados9
através da coluna
de água é determinada, principalmente, pelas propriedades das partículas, onde: o
tamanho, a forma e a massa específica são características fundamentais para
estabelecer a velocidade de queda e a densidade da pluma de sedimentos formada
durante o processo, possibilitando a manutenção desses sedimentos suspensos no
fluido e, consequentemente, um maior carreamento dessas partículas no meio
aquático (KNOX et al., 1994). Já à distância percorrida por esses sedimentos
ressuspensos depende, ainda, do favorecimento das condições hidrodinâmicas do
corpo hídrico para gerar uma corrente capaz de deslocar as partículas suspensas na
coluna do fluido (Relatório SEBA, 1999). Portanto, em Dragagens Hidrodinâmicas,
sedimentos finos, com baixa coesão, recentemente depositados no fundo e
localizados em meios aquáticos que apresentem condições hidrodinâmicas
favoráveis10
, são características que determinam uma boa eficiência operacional
desse processo (NETZBAND, 1998).
8
Material desagregado do fundo através de procedimentos de dragagem hidrodinâmica.
9
Refere-se ao deslocamento dos sedimentos em direção ao depósito planejado.
10
São condições que propiciam o deslocamento da pluma de sedimentos em direção à área de
despejo, sem que haja dispersão desfavorável na coluna de água.

18
Essa metodologia pode ser empregada em conjunto com outros
processos de dragagem, no intuito de mover o material dragado para um novo sítio
onde a operação convencional possa atuar com melhor desempenho (ATHMER,
1996).
As técnicas empregadas nessa dragagem são classificadas em,
dragagem por agitação e dragagem por injeção de água (Relatório SEBA, 1999). Suas
aplicações requerem condições especiais nas características hidrodinâmicas
presentes no corpo hídrico, pois enquanto a dragagem por agitação utiliza a faixa
intermediária e superior da coluna de água, a dragagem por injeção de água utiliza a
região próxima ao leito para deslocar o material fluidificado. Contudo, em ambos os
casos, os sedimentos ressuspensos ficam submetidos às correntes naturais ou
artificiais do fluido ambiente, podendo interferir no desenvolvimento da pluma de
sedimentos que, uma vez mobilizada, possui limitações no controle direcional até a
deposição final das partículas (Relatório SEBA, 1999; OSPAR Commission, 2004).
Em geral, os locais onde a dragagem hidrodinâmica apresenta bom
desempenho deverão possuir as seguintes características (Relatório SEBA, 1999):
• Áreas com alta concentração de sedimentos naturais.
• Áreas com materiais provenientes de erosão.
• Áreas com bom potencial de velocidade de corrente, seja natural ou artificial.
• Áreas próximas às grandes depressões aquáticas.
• Áreas com baixo nível de materiais contaminados.
II.3.5.2 – Tipos de Dragagens Hidrodinâmicas
Como descrito anteriormente a dragagem hidrodinâmica pode ser
sintetizada em dragagem por agitação ou dragagem por injeção de água, essas
técnicas são precursoras de pelo menos quatro processos de dragagem reconhecidos
atualmente: Agitação, Erosão, Elevação e Injeção, respectivamente (Relatório
SEBA,1999):

19
PROCESSO I II/III IV
MÉTODO INJEÇÃO AGITAÇÃO/ EROSÃO ELEVAÇÃO
TÉCNICA INJEÇAO DE ÁGUA ARRASTO/JATO FORTE LANÇAMENTO
Figura II.11 – Ilustração dos quatro principais processos de dragagem hidrodinâmica –
Injeção, Agitação, Erosão e Elevação. Fonte: Relatório SEBA 99/12/info.1-E.
A – Dragagem por Agitação
O processo de dragagem hidrodinâmica por agitação é realizado pela
atuação mecânica de arraste de uma estrutura sólida no leito de um corpo aquático
(Figura II.10). Essa atuação causa uma turbidez de grande intensidade na coluna de
água, além de propiciar uma grande dispersão das partículas ao longo da calha
hidráulica, dificultando o controle no transporte desses sedimentos, cujo percurso,
normalmente, interage com a ação hidrodinâmica11
presente, naquele momento, no
corpo hídrico (Relatório SEBA, 1999; OSPAR Commission, 2004).
B – Dragagem por Erosão
É um processo que ocorre quando os sedimentos do leito, com forte
coesão, são removidos por um fluxo de água de alta pressão. O material no fundo é
11
Nesse caso, se refere as correntes naturais presentes no corpo hídrico.
I II/III IV

20
deslocado e suspenso até uma pequena faixa na coluna de água por meio de fortes
jatos de água, sendo transportados, normalmente, para curtas distâncias, dependendo
das atividades hidrodinâmicas presentes no corpo aquático (Relatório SEBA, 1999;
OSPAR Commission, 2004).
Esse método pode ser empregado com um jato único ou, em larga
escala, com vários jatos de água, os quais são muito utilizados em bocas de
dragagem de dragas autotransportadoras, com a finalidade de desagregar os
materiais de fundo para aumentar o rendimento das bombas de dragagem (Relatório
SEBA, 1999).
C – Dragagem por Elevação
A dragagem hidrodinâmica por elevação consiste em um
remanejamento12
dos sedimentos do leito do corpo aquático para a superfície da linha
de água, onde as correntes naturais do corpo hídrico determinam o transporte dessas
partículas. Normalmente, o lançamento do material dragado na superfície é induzido
pelos componentes de dragas convencionais. Podemos citar as dragas
autotransportadoras e as de sucção e recalque como equipamentos que propiciam
este processo de dragagem (Relatório SEBA, 1999).
Nas dragas autotransportadoras o lançamento dos sedimentos na
superfície é realizado, normalmente, através do vertedor (overflow13
) da embarcação
que se constitui num importante acessório para aumentar a densidade da mistura
concentrada na cisterna14
da draga, a remessa de parte desse fluido, juntamente com
certa concentração de sedimentos, para a superfície da coluna de água constitui-se no
processo de dragagem hidrodinâmica por elevação (Relatório SEBA, 1999).
Nas dragas de sucção e recalque a operação se manifesta quando a
linha de recalque é aberta na superfície da água gerando o lançamento da mistura na
12
Neste caso, consiste no lançamento do material dragado propositadamente para o ambiente
externo da draga, devido às características operacionais do próprio processo de dragagem.
13
Mecanismo responsável pela separação da água e os sedimentos dragados, que são
lançados na cisterna de dragas autotransportadoras ou batelões lameiros.
14
Porão da draga autotransportadora ou batelão lameiro onde são depositados os materiais
dragados para o seu transporte até a área de despejo.

21
linha da água. Ao final do tubo de recalque poderá ser fixada uma ponteira de redução
de diâmetro que agiria como um injetor, aumentando a velocidade do fluxo e
propiciando um jato com maior alcance, em relação ao ponto inicial de dragagem.
Figura II.12 – Ilustração de uma draga autotransportadora apresentando o lançamento de
sedimentos na superfície do fluido através do vertedor (overflow). Fonte: Sítio
www.vanoord.com.
D – Dragagem por Injeção – WID
A dragagem hidrodinâmica por injeção de água é caracterizada pela
ação de um jato com baixa pressão manométrica e grande volume de água,
fluidificando os sedimentos de fundo e gerando uma turbidez próxima ao leito, como
ilustrado na figura II.13. Essa operação gera uma pluma de sedimentos com
densidade maior que o fluido ambiente favorecendo o surgimento do efeito de corrente
de densidade ou corrente de turbidez cujo propósito é direcionar as partículas
ressuspensas para águas mais profundas (Relatório SEBA, 1999).
Este método de dragagem é o objeto deste trabalho e será descrito com
mais detalhes no Capitulo III.
Sedimentos lançados
pelo “vertedor” da Draga
Draga Autotransportadora
em operação

22
Figura II.13 – Ilustração do processo de dragagem por injeção de água mostrando os
parâmetros necessários para induzir a formação da corrente de densidade. Fonte:
ThamesWeb – Maintenance Dredging.
DRAGAGEM POR INJEÇÃO DE ÁGUA
Movimento dos Sedimentos
Injeção de Água
Grandes volumes de água
são injetados no fundo para
suspender os sedimentos

23
II.4 – Dragagem no Porto de Itajaí
II.4.1 – Especificações do Porto de Itajaí
II.4.1.1 – Histórico
Segundo registros históricos, os primeiros estudos referentes ao Porto
de Itajaí datam de 1905, realizados pela Comissão de Melhoramentos dos Portos e
Rios. Por volta de 1914, foi construída a primeira obra, composta dos 700 metros do
molhe Sul, seguidas mais tarde das obras do molhe Norte. O porto propriamente dito
foi iniciado em 1938, com a construção do primeiro trecho de cais, com 233 metros de
comprimento e estrutura em concreto armado, e do primeiro armazém. No início da
década de 1950 foi construído o segundo trecho de 270 metros, concluindo-se em
1956 mais 200 metros, além da construção de um armazém frigorífico, voltado, na
época, às necessidades da atividade pesqueira.
O Porto de Itajaí passou a ser considerado porto organizado em 28 de
junho de 1966, quando foi instalada a Junta Administrativa do Porto de Itajaí,
subordinada ao Departamento Nacional de Portos e Vias Navegáveis. Em 1976, com a
criação da Empresa de Portos do Brasil S.A. – PORTOBRÁS, o gerenciamento do
terminal itajaiense passou a ser exercido pela Administração do Porto de Itajaí,
diretamente vinculada àquela estatal. A partir desse período verificou-se um
crescimento acentuado da sua movimentação e, com a melhoria na sua organização
administrativa, a Administração do Porto passou a ser um órgão representativo na
comunidade portuária.
Com a lei 8.029, de 1990, a PORTOBRÁS foi extinta, e após momentos
de incertezas e indefinições oriundas de uma situação não prevista, e ainda, para que
pudesse continuar com suas atividades normais sem sofrer solução de continuidade, a
Administração do Porto de Itajaí passou a ser subordinada à Companhia Docas do
Estado de São Paulo – CODESP, situação que perdurou até 1º de junho de 1995,
quando o Ministério dos Transportes descentralizou a gestão do porto ao Município de
Itajaí, através da Administradora Hidroviária Docas Catarinense. Em dezembro de
1997, o Porto de Itajaí foi delegado ao município pelo prazo de 25 anos. Passou a ser
chamado de Superintendência do Porto de Itajaí em 6 de junho de 2000, através da
Lei Municipal 3.513.

24
II.4.1.2 – Localização do Porto
O Porto de Itajaí está localizado à margem direita do rio Itajaí-Açu, a
3,2km de sua foz, no Município de Itajaí, litoral norte do Estado de Santa Catarina, a
meio caminho entre a capital de Santa Catarina, Florianópolis, e a cidade catarinense
mais populosa, Joinville, sendo suas coordenadas geográficas: latitude 26º54’02” sul e
longitude 48º39’04” oeste. A zona de jurisdição de porto limita-se ao norte pela divisa
entre os municípios de Barra Velha e Piçarras e ao sul até o município de Garopaba.
A ilha de Santa Catarina, onde se situa a cidade de Florianópolis,
capital do Estado, se encontra sob a jurisdição do porto de Itajaí. O porto é
administrado, no momento, pela Prefeitura de Itajaí.
Figura II.14 – Ilustração da localização do Porto de Itajaí no litoral de Santa Catarina
Porto de Itajaí

25
Do embarque de frangos para o exterior, cerca de 90% é realizada pelo
Porto de Itajaí. É o terceiro no ranking nacional de movimentação de contêineres,
registrado durante o ano de 2003, estando em primeiro o Porto de Santos e segundo o
Porto de Rio grande. Assim sendo, é o escoadouro natural da economia estadual e
agora também de províncias argentinas limítrofes. Sede da AMFRI - Associação dos
Municípios da Foz do Rio Itajaí-Açu e sede também da Capitania dos Portos de Santa
Catarina. É considerado um dos principais pólos de desembarque pesqueiro nacional
onde várias industriais de processamento de pescado estão instaladas às margens do
estuário, principalmente no Município de Itajaí.
A região é constantemente dragada para a manutenção da
profundidade do canal de navegação. A dragagem utiliza uma draga que trabalha
através do sistema de injeção de água, que promove a fluidificação dos sedimentos
finos que constituem o fundo (SCHETTINI, 2002).
A superintendência do Porto de Itajaí, após dezoito meses de trabalho,
obteve a certificação ISO15
9001:2000, pelo BVQI/Inmetro16
, BVQI/RVA17
, aceitação
nacional e internacional, respectivamente. Tornando-se, assim, a primeira Autoridade
Portuária, no Brasil, a obter essa certificação, o que qualifica o Porto como prestador
de serviços portuários com padrão de qualidade internacional.
Em julho de 1983, em conseqüência de fortes chuvas, houve um
grande aumento na vazão e na velocidade das águas fluviais do Rio Itajaí-Açú,
gerando uma forte corrente que causou uma erosão superior a doze metros de
profundidade na região portuária e, como isto, o afundamento de parte do Cais
próximo ao berço nº. 4, além de profundas alterações no leito do estuário. Durante
esta cheia, na bacia de evolução do Porto de Itajaí, foi medida a velocidade da
corrente que atingiu 3m/s e o nível de água se elevou a cota de 3,80m acima do zero
hidrográfico da DHN (DIENG–Relatório INPH 65/99, 1999). As obras de reconstrução
do berço danificado encerraram-se em 1988.
15
ISO – “International Standard Organization” – Organização de Padronização Internacional
que, através de normas pré-estabelecidas, define a qualificação, através de metodologias, para
um tipo de serviço ou para fabricação de mercadorias.
16
BVQI/Inmetro – Órgão brasileiro responsável pela avaliação e acompanhamento das
exigências das normas ISO – 9001.
17
BVQI/RVA – Órgão internacional responsável pela avaliação e acompanhamento das
exigências das normas ISO – 9001.

26
II.4.1.3 – Acessos às Instalações Portuárias
O acesso rodoviário ao Porto de Itajaí pode ser realizado pelas rodovias
SC-470 / BR-470, as quais ligam o Município de Itajaí ao oeste catarinense, passando
por Blumenau; já a BR-101, a 10 km do porto e a SC-486, atingindo Brusque,
estabelecem uma conexão com a malha rodoviária do Estado de Santa Catarina.
Contudo, o Porto de Itajaí não possui acesso por via ferroviária.
O acesso marítimo inicia-se no canal da barra, na embocadura do rio
Itajaí-Açú, que se encontra fixada por dois molhes, norte e sul, e contém a largura
mínima de 100m e profundidade de 10,0m. O canal de acesso é constituído de um
trecho externo e outro interno, com profundidades próximas a 10,0m. A parte externa
(canal da barra) tem cerca de 1,5km de comprimento e largura de 100m a 150m, e a
parte interna, 3,2km, com largura variando entre 100m e 230m.
Figura II.15 – Ilustração do início do canal interno de acesso ao Porto de Itajaí mostrando
a entrada da barra. Fonte: Sítio www.portodeitajai.com.br.

27
Figura II.16 – Ilustração do Porto de Itajaí e seu canal de acesso até a sua foz. Fonte:
Sítio eletrônico www.portodeitajai.cpm.br.
Figura II.17 – Ilustração do Porto de Itajaí, ressaltando os meandros do Rio Itajaí-Açú.
Fonte: Sítio eletrônico www.portoitajai.com.br.

28
Figura II.18 – Ilustração dos berços de atracação do Porto de Itajaí mostrando parte da
bacia de evolução. Fonte: Sítio www.portodeitajai.com.br.
II.4.1.4 – Principais Características Portuárias
As principais instalações portuárias consistem em um cais acostável de
740m com quatro berços de atracação, sendo o berço nº. 1 – B1, para atracação
prioritária de navios portas-contêiner, ro-ro e navios dotados de pontes rolantes; o
berço nº. 2 – B2, para atracação prioritária de navios portas-contêiner ou de carga
geral; o berço nº. 3 – B3, para navios com atracação prioritária com cargas
frigorificadas e o berço nº. 4 – B4, condicionada a ordem de chegada.
Possui três armazéns para carga geral totalizando 15.800m², um
armazém frigorífico com 1.180m², pátios asfaltados e alfândegados totalizando
38.000m² e retroporto asfaltado de 25.000m².
O terminal de contêineres Teconvi – Terminal de Contêineres do Porto
de Itajaí fica localizado atrás dos berços B1 e B2, sendo que um desses berços possui
250m de comprimento e 12m de profundidade e um pátio de contêineres na
retaguarda com 22.000m². Na linha do cais os contêineres são movimentados por dois

29
guindastes móveis, sobre rodas, com capacidade nominal de 25 contêineres por hora
e no pátio sete empilhadeiras, reach stackers, atendem ao terminal.
Nas imediações do porto está a EADI/Itajaí – Estação Aduaneira com
área coberta de armazenagem de 31.500m², área externa de 121.450m², além da área
para contêineres de 52.499m².
Na figura II.19, pode-se observar a geografia do Porto de Itajaí,
visualizando os berços de atração e suas retroáreas. Como divulgado no sítio
eletrônico www.portodeitajai.com.br a expansão do Porto está delineada por grande
parte da coloração alaranjada, nesta área ainda se encontra a Capitania dos Portos do
Estado de Santa Catarina que será transferida dessa localidade. Futuramente o
terminal de contêineres - TECONVI será ampliado ocupando toda essa área
demarcada.
Figura II.19 – Ilustração da geografia do Porto de Itajaí, em laranja a área destinada à
expansão do terminal de contêineres - TECONVI. Fonte: Sítio eletrônico do Porto de
Itajaí, www.portodeitajai.com.br.
Área de Expansão
Porto de Itajaí

30
Figura II.20 – Ilustração do posicionamento dos berços de atracação e das instalações
atuais do Porto de Itajaí. Fonte: Sítio www.portodeitajai.com.br.
Figura II.21 – Ilustração das expansões futuras do Porto de Itajaí, previstas para
ampliação dos novos berços de atracação e das retroáreas. Fonte: Sítio eletrônico
www.portodeitajai.com.br.
Terminal de Contêiner
Área: 105.000m
2
/ 17.000TEU/mês
Investimento: R$60 milhões / 99-00
Área destinada ao Porto Público
Operado pelos operadores portuários
privados – Área: 41.000m
2
___Área de Arrendamento
Em Estudo pelo CAP:
Demolição dos Armazéns 1 e 3, na zona portuária
Rio Itajaí-Açú

31
II.4.2 – Detalhes da Dragagem no Porto de Itajaí
II.4.2.1 – Tipos de Materiais encontrados no Leito
Os principais materiais encontrados no leito do Rio Itajaí-Açu são
oriundos de processos sedimentares fluviais e marinhos devido à hidrodinâmica do
estuário. Normalmente são evidenciados três tipos de materiais de fundo,
principalmente da região da bacia do Porto de Itajaí, onde encontramos: areia fina,
silte e argila (VARGAS, 1983), com características de baixa coesividade para uma
operação de dragagem.
Por serem materiais oriundos de sedimentações freqüentes, a operação
de dragagem de manutenção não encontra grandes dificuldades para remoção dos
sedimentos de fundo através de equipamentos comuns de dragagem, sejam eles:
mecânicos, hidráulicos e hidrodinâmicos, como a seguir são demonstrados:
Processo de Dragagem Equipamento Utilizado
Hidráulico Draga Autotransportadora de Médio Porte - ATM
Mecânico Dragas de Alcatruzes e de Caçamba – AL/CS
Hidrodinâmico Draga de Injeção de Água - WID
Tabela II.1 – Relação dos processos de dragagem já utilizados no Porto de Itajaí.
II.4.2.2 – Processos de Dragagem Utilizados pelo Porto
Os métodos de dragagem que antecederam o processo WID, utilizado
atualmente no Porto de Itajaí, foram os processos hidráulicos através de dragas
autotransportadoras e os processos mecânicos através de dragas de alcatruzes e
dragas de caçamba (Clam-Shell).
As dragas autotransportadoras foram as mais utilizadas na manutenção
do canal e bacia de evolução. Inicialmente, as dragas de pequeno porte com
capacidade de cisterna até 1500m3
foram muito empregadas quando o canal possuía
ainda profundidades próximas a nove metros, posteriormente, com o aprofundamento
do canal, foram empregadas dragas com capacidades maiores chegando até

32
equipamentos com 5.000m3
. A draga holandesa Lelystad com capacidade de
10.000m3
chegou a realizar dragagem no local, porém, devido ao seu tamanho físico,
apresentou baixo rendimento durante manobras na área operacional, principalmente
quando era necessária a sua operação próxima aos berços do cais e bacia de
evolução. A maior dificuldade operacional dessas dragas hidráulicas era sua operação
nos berços de atracação junto ao cais, pois suas bocas de dragagem nem sempre
conseguiam se aproximar o suficiente para remover os sedimentos depositados nessa
área, além de necessitar da liberação, para dragagem, dos navios aportados no local,
gerando dificuldades operacionais para o porto.
Os equipamentos mecânicos, representados pelas dragas de alcatruzes
e dragas de caçamba (Clam-Shell), tiveram sua participação na dragagem da bacia de
evolução e dos berços de atracação, onde suas atuações eram mais beneficiadas pela
concentração de material em áreas próximas, já que estes equipamentos não são
propelidos o que dificulta sua operação em locais com grande extensão longitudinal. O
material dragado era depositado em batelões que possuíam propulsão própria para se
deslocarem até a área de despejo, normalmente localizada a sete quilômetros da
embocadura do rio Itajaí-Açú. Estes equipamentos necessitavam da liberação de
grande área para posicionamento de seus cabos de tração para movimentos de
dragagem, exigindo a restrição do fluxo de embarcações durante a dragagem, o que
também gerava dificuldades operacionais ao porto.
O depósito do material dragado para os equipamentos de processos
mecânicos ou hidráulicos diferencia-se, basicamente, dos equipamentos de injeção de
água devido à necessidade de definir, previamente, uma área de despejo ou bota-fora,
enquanto que no processo hidrodinâmico, como é descrito no capítulo III, o
carreamento dos sedimentos ocorre na coluna de água não possuindo área de
despejo com posicionamento rígido, podendo haver depósito, das partículas
suspensas, em águas mais profundas, isto é, em depressões no próprio canal ou em
direção ao mar aberto na plataforma continental da região costeira. Entretanto, uma
outra característica do processo WID é a sua capacidade de operação sem causar
interferências significativas na área portuária, liberando os acessos aquáticos
rapidamente e não prejudicando as programações dos Navios.

33
FiguraII.22–IlustraçãodepartedaCartaNáutica1801,mostrandoasáreasdedragagemdoPortodeItajaí–berços,baciadeevolução,
canalinternoecanalexterno.Fonte:SítioeletrônicodoPortodeItajaí–www.portoitajai.com.br
CartaNáutica1801
BerçosdeAtracação
BaciadeEvolução
CanalInterno
CanalExterno
DescriçãodasÁreasdeDragagem
1–BerçosdeAtracação:
B1–250mx12m
B2/B3/B4–490mx10m
2–BaciadeEvolução:
750mx250mx10m
3–CanalInterno:
3,2kmx100/230mx10m
4–CanalExterno:
1,5kmx100/150mx10m
I
AcessoAquaviário–Dragado
paraoPortodeItajaí
N

34
Desde o final da década de 90, a técnica por injeção de água vem
sendo utilizada na dragagem de manutenção do Porto de Itajaí, não somente no canal
de acesso como também na bacia de evolução e junto ao paramento do cais. A
cobrança destes serviços é efetuada através de um contrato de garantia de
profundidade com valores fixos mensais que funciona como uma espécie de
securitização para manutenção da profundidade local (Sítio eletrônico da Van Oord –
www.vanoord.com, 2005).
A dragagem no estuário do Rio Itajaí-Açú utiliza, com certa alternância,
a mesma proposta de dragagem utilizada no Rio Crouch, localizado no Reino Unido,
onde segundo WINTEWERP et al. (2001) o método por injeção de água emprega a
alternativa chamada ebb-WID, significa dizer que o processo de dragagem é mantido
somente no período compreendido da preamar até a baixamar, para aproveitar a
velocidade gerada pela maré de vazante, mesmo durante os períodos diurno e
noturno, com o propósito de deslocar uma grande quantidade de sedimentos em um
longo percurso em direção as águas mais profundas. No caso do Porto de Itajaí, a
utilização da dragagem no período de vazante visa transportar dos sedimentos
ressuspensos para além do canal da barra, em direção a plataforma continental.

35
II.4.2.3 – Licitações de Dragagem para o ano de 2005
A necessidade de constante dragagem no Porto de Itajaí devido aos
freqüentes depósitos de sedimentos oriundos, principalmente, da hidrodinâmica fluvial
do Rio Itajaí-Açú, determina uma ação constante de dragagem de manutenção para
evitar prejuízos com uma possível redução na profundidade do canal, causando uma
redução de calado nas embarcações que freqüentam o porto. No período final do ano
de 2005, a liberação de verbas para a dragagem depende da aprovação da União,
através do DNIT, além de recursos do próprio porto, conforme pode ser registrado
após pesquisa nos sites do Porto de Itajaí e do Ministério dos Transportes – Projetos &
Programas, www.portoitajai.com.br e www.transpotes.gov.br/ProPro, respectivamente.
1) Recursos da União: R$12.000.000,00
2) Recursos do Porto: R$ 3.000.000,00
3) Total dos recursos financeiros: R$15.000.000,00
Dragagem no Canal de Acesso, na Bacia de Evolução e junto ao Cais de Porto de Itajaí
Situação: Edital em análise pelo DNIT
Descrição: Edital de licitação em fase de aprovação MT/DNIT
Previsão: Início: julho / 2005 Término: novembro / 2005
Valores: R$ 12.000.000,00 Rubrica: 26.784.0233.3E58.0002
Responsável: Administração Porto Itajaí Atualizado em : julho / 2005
Tabela II.2 – Demonstração da situação do edital para dragagem no Porto de Itajaí. Fonte:
Sítio www.transportes.gov.br.

36
III – DRAGAGEM POR INJEÇÃO DE ÁGUA – WID
III.1 – Análise do Processo de Dragagem
Para uma melhor compreensão dessa tecnologia, a análise do processo
foi dividida em dois tópicos: o Histórico da Dragagem por Injeção de Água e os
Detalhes da Operação de Dragagem, os quais, a seguir, são descritos.
III.1.1 – Histórico da Dragagem por Injeção de Água
O processo de dragagem por injeção de água, foi desenvolvido na
Europa, mais precisamente na Holanda, em meados dos anos 80 e utilizado a partir de
1987. Esta metodologia foi introduzida nos EUA em 1992, quando uma equipe sênior
da U.S. Army Corps of Engenieers (Corps) representando um Programa de Pesquisa
de Dragagem – DRP (Dredging Research Program) – esteve na Europa em 1990,
reconhecendo o potencial desta nova tecnologia (KNOX, 1994). No Brasil este tipo de
dragagem hidrodinâmica foi inicialmente empregado no Porto de Alumínio da Alumar e
no Porto de Minério na Ponta da Madeira da Companhia Vale do Rio Doce – CVRD,
ambos localizados em São Luís, no Estado do Maranhão. Posteriormente, sua
operação foi iniciada no Porto de Itajaí, aonde vem desenvolvendo atividades de
dragagem de manutenção até o momento (Sitio eletrônico da Van Oord:
www.vanoord.com, 2005).
Neste processo, à distância percorrida pelos sedimentos depende –
além da hidrodinâmica do fluido e das propriedades do material a ser removido – do
formato do talude e da batimetria do fundo, devido ao deslocamento da corrente de
turbidez que é realizado próximo ao leito. Em geral, regiões que possuam leitos com
baixa rugosidade e com materiais finos que apresentem baixa velocidade de queda na
coluna de água, além de uma favorável hidrodinâmica no fluido, registram transportes
desses sedimentos até por alguns quilômetros, enquanto que areias grossas são
movidas a curtas distâncias. A superfície remanescente após a dragagem por injeção
de água é usualmente plana e com pouca rugosidade (Relatório SEBA, 1999; Ospar
Commission, 2004).

37
Outros portos, situados na Holanda, na Alemanha, na Índia e no Reino
Unido, entre os demais, também testaram e estão utilizando, desde a década de 90, a
metodologia de injeção de água em dragagens de manutenção, principalmente devido
seu baixo custo operacional e a versatilidade demonstrada pela atuação de uma draga
compacta e com poucos acessórios (ATHMER, 1996).
III.1.2 – Operação da Dragagem por Injeção de Água
O processo se inicia com a incidência de um jato de água no leito
aquático, com rigoroso controle nas condições de pressão e vazão, propiciando o
surgimento de uma tensão com capacidade de vencer a coesão das partículas de
fundo e gerando uma pluma de sedimentos que se mantém próxima ao leito. Podemos
observar, representado na Figura III.2, a existência de três áreas distintas, a primeira
área representa o local onde o jato de água incide verticalmente no leito do corpo
hídrico, a segunda área é representada por uma zona de transição onde se inicia a
fluidificação das partículas de fundo e na terceira área ocorre à remoção e o transporte
dos sedimentos através da formação da corrente de densidade (WINTERWERP et al.,
2001).
Conforme observações de WINTERWERP et al. (2001), através de
resultados obtidos por modelagens matemáticas e coletas de dados no campo,
indicam que a camada fluidificada de sedimentos gerada pelo processo WID possui
uma concentração de partículas na ordem de 50 – 100 g/l. Como a altura da camada
fluidificada é bem menor que a altura total do meio fluido, a movimentação dessa
pluma de sedimentos não afetaria, de maneira relevante, os movimentos que ocorrem
na parte superior restante da coluna de água. A interação mais importante entre as
duas camadas fluidas é a tensão superficial na interface devido à diferença de
velocidade entre elas. Nesse caso, a melhor solução é manter um gradiente de
densidade pequeno entre essas duas camadas, para diminuir os efeitos de uma
indesejável redução de velocidade horizontal, além de propiciar uma menor
sedimentação das partículas no leito aquático, durante o deslocamento da corrente de
turbidez.

38
Figura III.1 – Ilustração da demonstração do processo de dragagem por injeção de água.
Fonte: Sítio eletrônico www.portodeitajai.com.br.
Figura III.2 – Ilustração da formação da corrente de densidade através do processo de
dragagem por injeção de água. Fonte: Winterwerp et al.
3 2 1
ILUSTRAÇÃO DO PROCESSO “WID”
1 = Área de Borrifo
2 = Zona de Transição
3 = Área de Transporte
Equipamento de Dragagem
Demonstração do Método de Injeção de Água
Lança de Injeção
Câmara de Água
Bicos de
Aspersão
Corrente de
Densidade

39
Observando estudos realizados por NETZBAND et al. (1998) durante
testes de dragagem utilizando esta metodologia, no Porto de Hamburgo – na
Alemanha, foi constatado que a fluidificação da mistura dos sedimentos ressuspensos
no perfil vertical da coluna de água depende, substancialmente, do fluxo de
velocidades locais e da composição dos tipos de sedimentos que formam a pluma. Em
meios fluidos sujeitos a ação de marés, sob determinadas circunstâncias, a
ressuspensão dos sedimentos na coluna líquida poderá ocorrer com maior facilidade.
Porém acentuadas concentrações de materiais em suspensão na coluna de água tem
sido observadas, somente, em curtos períodos e pequenas distâncias. No processo
por injeção de água se procura minimizar a concentração de sedimentos na coluna de
água, visando buscar o maior deslocamento horizontal do material dragado.
Outra observação mencionada e analisada por NETZBAND et al (1998),
durante uma operação de dragagem, é que poucas vezes ocorreu o retorno do
material dragado em direção oposta à trajetória planejada, essa eficiência foi atribuída,
aos estudos prévios efetuados na hidrodinâmica do corpo hídrico e ao constante
monitoramento dos parâmetros operacionais, além do bom desempenho nas
manobras de dragagem.
III.2 – Monitoramento
A análise dos parâmetros operacionais no processo de dragagem por
injeção de água necessita de um extenso programa de monitoramento para avaliar
condições como, o desempenho da dragagem, acurácia dos seus resultados, o
controle dos sedimentos ressuspensos na coluna de água, ou seja, a turbidez e,
finalmente, a trajetória dos sedimentos transportados pela corrente de densidade
(KNOX, 1994).
Portanto, um programa de monitoramento inicial deve ser implantado
para evitar dificuldades operacionais. Este programa deverá ser o mais completo
possível, pois resultará no bom desempenho da dragagem no local desejado. Após a
fase inicial, o acompanhamento instrumental poderá ser reduzido, para possibilitar a
diminuição de custos operacionais, porém de maneira supervisionada, visando manter
um controle operacional satisfatório.

40
A Tabela III.1 relaciona os principais procedimentos recomendados
para monitorar o início de uma operação com o processo WID.
Atividade Freqüência Local Propósito
Batimetria
Antes
Durante
Depois
Toda Área de
Dragagem; Toda
Área de Impacto
Taxa de Produção; Corte de
Dragagem; Direção e distância
do transporte de sedimentos.
Monitoramento
Sedimentos
Antes
Depois
Área Impacto
Área Impacto
Transporte de Sedimentos –
Distância e Direção – Depósito
da Pluma em Depressões no
Leito.
Correntes do
Ambiente
Antes
Durante
Três pontos na
Área Dragagem
Regime do Fluxo Aquático;
Impacto na Operação.
Amostras da
Coluna de
água
Antes
Durante
Corte Dragagem
e Impacto em
toda Área
Impacto
Total de Sólidos em Suspensão;
Direcionamento da
Corrente de Densidade.
Turbidez na
Coluna de
água
Antes
Durante
Corte Dragagem
e Impacto nas
Áreas próximas a
Dragagem.
Medição de mudanças na
qualidade da água –
considerando-se históricos de
medições.
Amostras
Do Leito
Antes
Depois
Corte Dragagem
e Impacto na
Área de
Dragagem
Mudanças nas Características e
no Transporte dos Sedimentos.
Coloração dos
Sedimentos
Antes
Depois
Área de Corte de
Dragagem
Mudanças nas Características
dos Sedimentos.
Tabela III.1 – Sumário das atividades iniciais de monitoramento para o processo de
dragagem por injeção de água. Fonte: Dredging Reaserch – Technical Note–3–10, 1993.
III.3 – Interferência da Dragagem na Biota Local
A fluidificação dos sedimentos de fundo, caracterizado pela ação dos
processos de dragagens hidrodinâmicas, afeta diretamente a comunidade bentônica,
principalmente em regiões estuarinas que, por serem ambientes ricos em fauna e
flora, possuem características adequadas para este estudo.
Para entendermos a interferência deste processo de dragagem em
ambientes aquáticos devemos, primeiramente, registrar alguns fatores que interferem
com a comunidade bentônica.

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