construção de gasodutos através de perfuração

UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO

MARIO LUIS LOURENO

WILSON BASTOS

CONSTRUO DE GASODUTOS ATRAVS DE PERFURAO HORIZONTAL

DIRECIONAL OU VALA

SO PAULO

2014

MARIO LUIS LOURENO

WILSON BASTOS


DIRECIONAL E VALA

SO PAULO

2014

Trabalho de Concluso de Curso apresentado Universidade Nove de Julho - UNINOVE, como requisito parcial para obteno do grau de Bacharel em Engenharia Civil

Orientador: Professor Dr. Waldir Jos Gaspar

MARIO LUIS LOURENO

WILSON BASTOS


DIRECIONAL E VALA

Trabalho de Concluso de Curso aprovado como requisito para obteno do grau superior em Engenharia Civil, Universidade Nove de Julho - UNINOVE.

So Paulo, 4 Dezembro de 2014

Presidente: Prof. Dr. Waldir Jos Gaspar Orientador, UNINOVE

Membro:

Membro:

Dedicamos este trabalho as nossas famlias que

durante todo esse tempo nos deram apoio, incentivos

e principalmente entenderam nossa ausncia. E

graas ao esforo demonstrado, serviu de estimulo

para que conclussemos mais essa etapa em nossas

vidas.

AGRADECIMENTOS

Primeiramente gostaramos de agradecer a Deus pela oportunidade e pelo

privilegio que foi nos dados em compartilhar tamanha experincia, ao frequentar

este curso, percebemos a relevncia de temas que no faziam parte das nossas

vidas.

Aos nossos pais e familiares que nos apoiaram durante todo esse perodo,

nos dando incentivos, carinho, que nos compreenderam nos momentos difceis, de

cansao e de abatimento, sempre nos motivaram a continuar nessa caminhada.

O nosso especial agradecimento ao nosso orientador Prof. Dr. Waldir Jos

Gaspar pelo incentivo, presteza e confiana durante todo o perodo de

desenvolvimento deste trabalho.

A todos os professores, colegas e amigos que de alguma forma nos ajudaram

e participaram de mais esta etapa que cumprimos em nossas vidas.

RESUMO

O mtodo mais convencional para construo de gasodutos a abertura de

vala, apesar de ser considerado um mtodo confivel, por ser executado a vrios

anos, na maioria das vezes no o mtodo com a melhor relao custo benefcio. A

abertura de vala apresenta a desvantagem de interferir em outras infraestruturas

urbanas, causando congestionamento, impactos ambientais e danos ao pavimento.

Por este motivo, obras com oramento modestos inviabilizam-se devido aos altos

custo sociais associados aos problemas que geram, entretanto j se destaca no

mercado mtodos no destrutveis, como por exemplo o furo horizontal direcionado.

Comparativamente, os mtodos no destrutveis de instalao de dutos, apresentam

menor durao, necessitam de mnima escavao na superfcie e causam mnima

interferncia no trnsito, comrcio local e em outras atividades locais.

O crescimento urbano desordenado e desorganizado dificulta os trabalhos

com redes subterrneas que tem de ser realizado de forma a no provocar

perturbao a populao. A utilizao da metodologia sem abertura de vala uma

grande aliada para a soluo dos problemas de manuteno e instalao de redes

em curto prazo.

Este trabalho apresenta um estudo das tecnologias que envolvem o mtodo

no destrutivo de perfurao horizontal direcionada, para a construo de

gasodutos, abordando as vantagens em relao ao mtodo de abertura de vala.

Palavras chave: Mtodo no-destrutvel, abertura de vala, desvantagens, durao.

ABSTRACT

The more conventional method of construction of pipelines is opening ditch,

despite being considered a reliable method for several years, most of the time is not

the method with the best cost-benefit ratio. The opening of the trench has the

disadvantage of interfering with other urban infrastructure, causing congestion,

environmental impacts and damage to the pavement. For this reason, works with

modest budget are impracticable due to the high cost associated with social

problems which it generates, however no longer stands out in the market destructible

methods, such as the directed horizontal hole. Comparatively, the methods do not

destructible installation of pipelines, have shorter duration, require minimal

excavation on the surface and cause minimal interference with traffic, local

businesses and other local activities.

The cluttered and disorganized urban growth complicates the work with

underground networks that has to be done so as not to cause disturbance to the

population. The use of the methodology without opening trench is a great ally for the

solution of problems of maintenance and installation of networks in the short term.

This paper presents a study of technologies that involve non-destructive

method of horizontal directional drilling for pipeline construction, addressing the

advantages over the open trench method.

Keywords: Non-destructive method, opening ditch, disadvantages, duration

LISTA DE FIGURAS

Figura 5.1 Valadora................................................................................................20

Figura 5.2 Depsito de material escavado.............................................................23

Tabela 5.3 Largura mnima de vala .......................................................................23

Figura 5.4 Parede em talude..................................................................................24

Tabela 5.5 Comparao das principais caracterstica das categorias de HDD......27

Tabela 5.6 Taxa de produo tpicas para as trs classes de HDD ......................27

Figura 5.7 Cabea de corte ...................................................................................29

Figura 5.8 Digitrak SE Rastreador de Perfurao ..............................................30

Figura 5.9 Rastreamento por ondas eletromagnticas ........................................30

Figura 5.10 Aparelho de rdio deteco .................................................................32

Figura 5.11 Escavao manual para localizao de Duto da Petrobras.................33

Figura 5.12 Sondagem a percusso ......................................................................34

Figura 5.13 Furo Piloto ............................................................................................36

Figura 5.14 Alargamento do furo .............................................................................37

Figura 5.15 Brocas de perfurao ...........................................................................38

Figura 5.16 Alargador ..............................................................................................39

Figura 5.17 Carga mxima admissvel ....................................................................40

Figura 5.18 Detalhamento da conexo Swivel ........................................................40

Figura 5.19 HDD para dimetros grandes ..............................................................42

Figura 5.20 HDD para dimetros mdios ................................................................42

Figura 5.21 HDD para dimetros pequenos ............................................................43

Figura 5.22 Cabea de corte giratrio .....................................................................45

Figura 5.23 Ferramenta para corte por impacto ......................................................46

Figura 6.1 - Mapa de Localizao .............................................................................49

Figura 6.2- Localizao de Abertura de Vala.............................................................52

Figura 6.3 - Abertura de vala para instalao de equipamentos ...............................52

Figura 6.4 Furo direcional .......................................................................................53

Figura 6.5 Travessia de Crrego canalizado ..........................................................54

Figura 6.6 Muro de Arrimo.......................................................................................55

Figura 6.7 Ramal de agua rompido .........................................................................56

Figura 6.8 Composio de Preo............................................................................57

LISTA DE NORMAS

Normas Tcnicas

NT019 Comgas Instalao de tubos de ao e PE por perfurao direcionada do

solo, COMGAS 2013.

NT020 Abertura e escoramento de Vala, COMGAS 2014.

NT60 Manual de Engenharia - Projeto, COMGAS 2013.

Instruo de Trabalho

IT-13 Assentamento de Tubulaes, Sialdrill 2013.

IT-37 Sialdrill Sondagem, Sialdrill 2013.

Especificao

O - 11.28 Swivel / Fusvel limitador da fora de puxamento, COMGAS 2012.

LISTA DE ABREVIATURA

ABNT Associao Brasileiras de Normas Tcnicas

ABRATT Associao Brasileira de Tecnologia No Destrutiva

ANP Agencia Nacional de Petrleo, Gs Natural e Biocombustveis

APR Analise Preliminar de Riscos

ASCE American Society of Civil Engineers

HDD Horizontal Directional Drilling

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica

ISTT International Society for Trenchless Technology

LL4 Linha Lateral 4bar

LL7 Linha Lateral 7bar

MD Mtodo destrutivo

MND Mtodo No Destrutivo

NASTT North American Society for Trenchless Technology

NBR Norma Brasileira

PAE Plano de Ao Emergencial

PE Polietileno

PGA Plano Geral de Ao

PEAD Polietileno de Alta Densidade

RIC Rede Integrada de Caladas

RMSP Regio Metropolitana de So Paulo

SUMRIO

1. INTRODUO.......................................................................................................14

2. OBJETIVO ............................................................................................................16

3. METODOLOGIA ...................................................................................................17

4. JUSTIFICATIVA ....................................................................................................18

5. REVISO BIBLIOGRAFICA..................................................................................19

5.1 MTODO DE CONSTRUO ATRAVS DE VALA ABERTA...................19

5.1.1 Conceito ..............................................................................................19

5.1.2 - Autorizaes ........................................................................................20

5.1.3 - Aspectos de Segurana ......................................................................21

5.1.4 - Avaliao e destino a ser dado ao material removido .........................22

5.1.5 - Largura das Valas ................................................................................23

5.1.6 - Escoramento de Valas .........................................................................24

5.1.6.1 - Parede em Talude ....................................................................24

5.2 MTODO DE CONSTRUO ATRAVS DE PERFURAO HORIZONTAL......25

5.2.1 - Histrico do mtodo no destrutivo .....................................................25

5.2.2 - ABRATT ..............................................................................................26

5.2.3 - Perfurao Horizontal Direcionada (HDD) .......................................26

5.2.4 - Aplicao do MND..............................................................................27

5.2.5 - Mtodo de Perfurao direcional .......................................................28

5.2.6 - Sistemas de Rastreamento e Direcionamento ..................................29

5.2.7 - Sondagem para mapeamento de interferncias .................................31

5.2.7.1 Desenvolvimento ..........................................................................31

5.2.7.2 - Situaes de Realizaes das Sondagens ................................31

5.2.7.2.1 - Sondagem radio deteco ..............................................31

5.2.7.2.2 - Sondagem manual ..........................................................31

5.2.7.2.3 - Sondagem a percusso...................................................31

5.2.7.3 - Localizao pelo mtodo de Rdio Deteco ............................32

5.2.7.4 - Sondagem com Escavao Manual ...........................................32

5.2.7.5 - Sondagem a percusso .............................................................34

5.2.8. - Calibrao da Sonda ..........................................................................34

5.2.9 - Vala testemunho ................................................................................35

5.2.10 - Vala de Entrada .................................................................................35

5.2.11 Vala de Sada ....................................................................................35

5.2.12. - Furo Piloto ........................................................................................36

5.2.13 - Alargamento e desobstruo do furo ................................................36

5.2.14 - rea de trabalho ................................................................................37

5.2.15 Equipamentos de perfurao ............................................................37

5.2.15.1 Brocas ...................................................................................37

5.2.15.2 Alargadores ...........................................................................38

5.2.15.3 - Fusvel limitador da fora de puxamento - Swivel...................39

5.2.15.4 - Maquinas de Perfurao ........................................................41

5.2.16 - Fluido de Perfurao .........................................................................43

5.2.17 Perfurao em Rocha .......................................................................44

5.2.17.1 - Corte giratrio ........................................................................45

5.2.17.2 - Corte por impacto ...................................................................46

5.2.17.3 - Corte por arrasto ....................................................................46

5.2.18 - Pull Back ...........................................................................................47

6. ESTUDO DE CASO...............................................................................................48

6.1 Localizao.............................................................................................48

6.2 - Mtodo de Construo............................................................................49

6.3 - Afastamentos Mnimos de Segurana.....................................................50

6.3.1 Edificaes..................................................................................50

6.3.2 - Instalaes Subterrneas............................................................50

6.3.3 - Profundidade de Valas ................................................................51

6.4 - Execuo do Projeto ...............................................................................51

6.5 - Problemas ocorridos durante a obra.......................................................53

6.6 - Tempo de obra .......................................................................................56

6.7 Custo de Execuo ................................................................................57

6.8 - Prazo de Execuo..................................................................................58

7 CONCLUSO......................................................................................................59

8 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS....................................................................61

9 ANEXOS..............................................................................................................63

14

1 . INTRODUO

Durante muito tempo as empresas utilizaram o mtodo de abertura de vala

para implantao de gasodutos, mas essa forma de construo traz grandes

impactos ao local de implantao e adjacncias. Para solucionar esse problema as

companhias passaram a utilizar mtodos no destrutivos, mais especificamente o

furo direcional horizontal.

A perfurao horizontal direcional uma tecnologia que impacta pouco, mas

que se traduz em qualidade e sustentabilidade de obras em grandes cidades ou

mesmo fora das regies urbanas. Tal perfil discreto tem uma explicao, a

perfurao direcional horizontal adotada em obras para instalao de dutos

subterrneos.

Ao invs de uma grande vala aberta ao longo da rua e por um longo tempo,

os mtodos no destrutivos no destroem o asfalto para colocar uma nova

tubulao. A interferncia mnima, somente a interdio da rea necessria para

instalao dos equipamentos e ferramentas de perfurao nos pontos de entrada

e sada.

Ao construir uma nova rede, as empresas utilizam perfuratrizes que

executam os furos direcionais, cujo avano se d horizontalmente ao solo. Na

verdade, ela direcionada, com uso de tecnologias de monitoramento e com um

pr-mapeamento da regio por onde passar a estrutura, evitando a interferncia

em outras redes instaladas no subsolo.

Atualmente, o mtodo de furo horizontal direcionado uma tecnologia

amadurecida. Para execut-la, as empresas especializadas mapeiam o terreno

pelo qual ser feito o furo e a posterior instalao de dutos. Independente de ocorrer

em reas urbanas ou rurais, o processo de planejamento identifica todas as

interferncias no caminho do furo. Esta uma das etapas da obra de perfurao

horizontal direcional, a qual exige um estrito levantamento de informaes e adoo

de procedimentos. O objetivo interferir o mnimo possvel no trfego de carros e

pessoas.

Toda essa tecnologia no teria valor algum sem os benefcios que ela traz.

Adotar o furo direcional em obras de saneamento, gs, telecomunicaes, significa

15

quase que eliminar as valas, evitar a paralisao do trnsito, reduzir o tempo de

execuo da obra e interferir o mnimo possvel no meio ambiente.

Este trabalho tem por finalidade apresentar as tecnologias do furo horizontal

direcionado e do mtodo de vala aberta, fazendo um estudo da construo de

gasodutos no bairro da Vila Mazzei, Zona Norte de So Paulo. Sendo apresentado

o projeto executivo dessa obra e uma anlise crtica, expondo os aspectos positivos

e negativos dos mtodos construtivos e o passo a passo de toda a execuo, desde

o mapeamento e sondagens das interferncias, passando por todo o processo do

furo direcional, at a rede total construda com gs alocado em seu interior.

Tambm so relatados alguns problemas na execuo, como alterao de traado

do projeto, rompimento de interferncias, solues apresentadas e custo de

construo.

16

2 . OBJETIVO

2.1 - Objetivo Geral

O objetivo deste trabalho mostrar os mtodos de construo de um

gasoduto, apresentando o mtodo por vala aberta e o mtodo no destrutvel de

perfurao direcional horizontal, abordando aspectos de execuo, especificaes

tcnicas e estudos preliminares.

2.2 - Objetivos Especficos

Avaliar mtodos que causem menor dano ao meio ambiente, que permitam

a menor ruptura da superfcie, que causem a menor influncia no sistema

virio e que gerem o menor impacto possvel no entorno da obra;

Estudar em maiores detalhes a utilizao da perfurao horizontal

direcionada, para implantao de gasodutos;

Avaliar vantagens e desvantagens da utilizao de diferentes mtodos

empregados na construo de gasoduto;

Confeco de Procedimentos para construo de gasodutos, como descrito

abaixo:

Elaborar planejamento, de modo a garantir a maneira mais fcil, rpida e

pratica para a construo do trecho (fase).

Definir por qual ponto comear e terminar, montado a pasta da obra,

contendo; projeto executivo, autorizaes, cadastros de interferncias,

rotograma do hospital mais prximo, PAE, PGA e APR.

17

3. METODOLOGIA

Para o desenvolvimento deste trabalho adotou-se a seguinte metodologia:

Pesquisa em revistas tcnicas que abordam o tema de mtodos no

destrutivos (MND);

Pesquisa na Internet, para coleta de dados sobre a tecnologia do mtodo

no destruvel nos sites das empresas fabricantes;

Pesquisa as normas tcnicas e especificaes da empresa COMGAS e

instrues de trabalho da Construtora Siall Drill;

Visitas s obras de implantao de gasodutos da COMGAS, para

levantamento de dados e material fotogrfico;

Orientao tcnica com engenheiros que atuam na rea de construo de

gasodutos.

A parti desses levantamentos foi realizado a reviso bibliogrfica deste

trabalho, e o estudo de caso onde abordado a aplicao do mtodo no destrutivo

em um determinada regio de So Paulo, com o apoio da empresa SialDrill foi

possvel acompanhar a construo da rede de gs da COMGAS e recolher

informaes tcnicas de construo, custos, problemas que ocorreram na obra e

solues de engenharia.

18

4. JUSTIFICATIVA

Executar obras com valas a cu aberto em vias de grande densidade de

trfego, como ruas, avenidas, estradas e ferrovias, causam grandes transtornos:

interrupo do trfego, congestionamento no trnsito, acidentes com pedestres,

dificuldades de acesso. Entende-se que quando se levam esses fatores em

considerao, o processo no destrutivo o mais recomendvel.

Este trabalho justifica-se pela necessidade de compreender a tecnologia de

perfurao horizontal direcional, mtodo que torna obras de implantao de redes

subterrneas rpidas e no causam muitos impactos aos arredores onde est

sendo executada.

19

5 REVISO BIBLIOGRAFICA

5.1 - MTODO DE CONSTRUO ATRAVES DE VALA ABERTA

5.1.1 - Conceito

Esse o mais tradicional mtodo de instalao de tubulaes

subterrneas. Os mtodos com abertura de trincheira envolvem escavaes ao

longo de toda a extenso da rede proposta, colocao da tubulao na vala sobre

um bero com materiais adequados e reaterro e compactao da vala. Para

concluso da obra, na maioria das vezes aps a instalao da tubulao preciso

restaurar a superfcie com pavimento.

A NBR 12266 exige algumas condies para projeto e execuo de valas,

basicamente para assentamento de tubulaes, podem ser consideradas as

seguintes fases:

Sinalizao

Remoo do Pavimento

Abertura da vala

Escoramento

Assentamento

Preenchimento da vala

Recomposio do pavimento

Apesar de ser considerado um mtodo confivel, por ser executado h

vrios anos, na maioria das vezes no o mtodo com melhor custo beneficio.

Esse mtodo apresenta a desvantagem de interferir em outras infraestruturas

urbanas, causa congestionamentos, impactos ambientais e danos ao pavimento e

instalaes. Por esse motivo, obras com custo extremamente modestos

inviabilizam-se devido aos altos custos sociais associados aos problemas que

geram. Os mtodos tradicionais apresentaram pouco desenvolvimento tecnolgico

nos ltimos 50 anos, sendo as valadoras (Figura 5.1) a ltima inovao tecnolgica

para abertura de valas. (Dezotti, 2008).

20

Figura 5.1 Valadora

Fonte: http://www.vermeer.pt/ (Acesso: Abril, 2014)

Os equipamentos e acessrios a serem utilizados para execuo dos

servios so definidos pelo engenheiro da obra, conforme anlise do projeto

executivo. Aps montagem dos equipamentos, o local deve ser isolado e sinalizado

para restringir o acesso de pessoas.

5.1.2 - Autorizaes

A abertura de vala somente poder ter incio, de posse da autorizao

expedida pelo rgo competente envolvido, podendo inclusive ser necessria mais

que uma autorizao para um mesmo trecho (por exemplo: Prefeitura, Petrobrs e

Ecovias).

21

Uma cpia das autorizaes expedidas dever ser mantidas na frente de

obra, durante todo o seu desenvolvimento, devendo ser observado o cumprimento

de todas as exigncias prescritas, tais como:

Perodo e horrio de execuo;

processo construtivo;

exigncias ambientais, especficas para a execuo de cada obra;

sinalizao

passagens provisrias;

protees de estruturas e edificaes adjacentes;

(NT020 Abertura e Escoramento de Vala)

5.1.3 - Aspectos de Segurana

Deve-se obrigatoriamente, antes da execuo dos servios de Abertura de

Valas e Escoramento, efetuar avaliao do local e abrir um PT (permisso de

trabalho) quanto aos aspectos de Sade, Segurana e Meio Ambiente envolvidos,

a fim de assegurar que o Procedimento Executivo seja aplicvel para a obra em

questo, garantindo a continuidade da obra e a integridade fsica dos trabalhadores

envolvidos.

Devero ser retirados desta rea as pessoas no autorizadas,

equipamentos, materiais ou quaisquer objetos que possam ser danificados durante

as operaes.

Havendo cabos de energia eltrica nas proximidades da vala, que possam

sofrer algum dano no desenvolvimento dos trabalhos, estes devero ser desligados

ou, na impossibilidade deste desligamento, s devero ser executados os servios

mediante a presena de um representante legal da concessionria ou sua

autorizao.

O trfego prximo s escavaes dever ser desviado ou, na

impossibilidade do desvio, dever ser efetuada sinalizao para reduzir a

velocidade dos veculos.

Quando houver risco de comprometimento de sua estabilidade durante a

execuo dos trabalhos, devero ser rigidamente escorados os postes, rvores,

muros e edificaes vizinhas.

22

O corte das razes das rvores, quando necessrio, dever considerar a

tendncia ao tombamento e seu futuro crescimento na direo do duto. Dever

ser avaliada a necessidade de proteo lateral do duto por placas de concreto ou

outros meios.

Toda abertura de vala dever ter o acompanhamento de um tcnico civil,

com conhecimentos bsicos sobre tipos de solo, marcaes, interferncias,

trabalho em vala com rede de gs em carga, tipos de pavimento, recomposio de

vala, classificao de vala. (NT020 Abertura e Escoramento de Vala)

5.1.4 - Avaliao e destino a ser dado ao material removido

Durante os trabalhos de escavao, dever ser feita por inspetor civil

habilitado, a segregao entre o material que poder retornar vala e o material a

ser descartado. Devero ser tomados todos os cuidados para que o material

retirado da vala seja disposto de tal modo a no prejudicar o trfego neste local.

O material a ser descartado dever ser encaminhado imediatamente ao

bota-fora licenciado por rgo ambiental, ou a locais que satisfaam aos

proprietrios. (NT020 Abertura e Escoramento de Vala).

No caso de obras realizadas em regies urbanas, este transporte dever

ser efetuado de modo a no provocar sujeira nas vias urbanas pela queda do

material transportado, obedecendo s legislaes locais.

O material reaproveitvel, quando permitido pela legislao local, dever

ser depositado junto lateral da vala, a uma distncia superior metade de sua

profundidade (Figura 5.2), medida da borda do talude de escavao at a lateral da

vala. Mesmo tendo condies para ser utilizado no reaterro, poder haver

necessidade da retirada deste material de locais como plataformas de

ferrovias/rodovias, reas urbanas e industriais, quando houver exigncia do rgo

responsvel ou proprietrio. (NT020 Abertura e Escoramento de Vala)

23

Figura 5.2 Depsito de material escavado

Fonte: NT020 Comgs

5.1.5 - Largura das Valas

A figura 5.3 exemplifica as largura determinada conforme a situao e o

tipo de acabamento, em conjunto com a Fiscalizao, tomando-se como referncia

os seguintes valores:

Figura 5.3 - Largura mnima de vala

Dimetro

Nominal

[ m ]

Largura mnima de vala

para profundidades menores que 1,5 m e

de acordo com o tipo de acabamento existente [ mm ]

Terra Rocha Brejo Asfalto Paralelo Especiais

At 0,05 400 400 400 400 550 Conforme

acordado

com a

Fiscalizao

0,10 a 0,15 500 600 800 500 650

0,20 a 0,25 800 900 1100 600 700

0,30 a 0,35 1000 1100 1300 700 800

0,40 a 0,45 1100 1200 1400 900 1000

Notas:

No caso de cruzamentos com outras infraestruturas, a profundidade dever ser suficiente para

permitir a cobertura definida e o espaamento mnimo de 300 mm entre as geratrizes mais

prximas.

Para valas com profundidade entre 1,5 e 3,0 m acrescentar 20% e, para profundidade entre 3,0

e 5,0 m acrescentar 50% aos valores acima.

Estes valores no se aplicam para os casos de atendimento a emergncias.

Fonte: NT020 Abertura e Escoramento de Vala

24

5.1.6 - Escoramento de Valas

Toda vez que a escavao, em virtude da natureza do terreno possa

provocar desmoronamento, seja das paredes das valas, seja como decorrncia da

alterao do equilbrio do macio em trabalho, dever ser providenciado estrutura

de escoramento adequada.

Devero, obrigatoriamente, ser escoradas todas as valas com

profundidade acima de 1,25 m, escavadas em qualquer tipo de solo, sempre que

for necessria a presena de trabalhadores em seu interior.

Valas abertas em solos com baixa capacidade de suporte ( 2,0 kN/m)

devero ser escoradas, mesmo em profundidades menores que a acima citada. Na

tecnologia da execuo dos escoramentos devem ser usados equipamentos e

ferramentas adequadas montagem com rapidez e eficincia das estruturas, tanto

na montagem como na desmontagem posterior para o reaterro das valas.

5.1.6.1 - Parede em Talude

Podero ser feitas escavaes com paredes em talude (Figura 5.4), em vez

de se utilizar escoramento, desde que respeitadas as dimenses mximas e

mnimas, de forma que o ngulo entre o talude e a horizontal seja:

45 , em solos no coesivos ou coesivos mdios (areias e siltes);

60 , em solos coesivos resistentes (argilas);

80 , em rocha.

Figura 5.4 Parede em talude

Fonte: NT020 Comgs

25

5.2 - MTODO DE CONSTRUO ATRAVS DE MND

5.2.1 - Histrico do mtodo no destrutivo

A construo de infraestrutura por Mtodos no Destrutivos (MND) antiga

no mundo e no Brasil. Basta lembrarmos que um tnel rodovirio, uma construo

por mtodo no destrutivo, pois evitou a destruio de reas de conservao, mas

tambm permitiu a transposio de obstculos naturais. Com a chegada de

instalaes e reabilitaes de redes de guas, esgotos, gs, comunicao, nas

ltimas trs dcadas, esses servios encontraram um ambiente no subsolo,

totalmente ocupado por instalaes dos mais diversos servios. Para ampliao

desses servios de necessidade pblica, as empresas passaram a adotar os

mtodos no destrutveis, como exemplo o furo direcional horizontal.

A utilizao do mtodo de perfurao direcional, no Brasil teve seu incio em

1972 em So Paulo pela antiga empresa de telecomunicaes (Telesp), que usou

o mtodo para instalar cabos no subsolo da cidade. O mtodo voltou a ganhar

destaque com a abertura da economia brasileira, no incio da dcada de 90, em

funo de projetos para execuo de redes de fibra ptica. Alm de So Paulo o

mtodo tambm j era utilizado em outros estados. (MENDES,2006).

Outro exemplo do uso dessa tecnologia o metro de So Paulo, feito h 30

anos, onde na sua maior parte, foi construda atravs do mtodo de perfurao

horizontal. Todos os tneis que se possa imagina foram construdos empregando

a tecnologia de perfurao horizontal direcionada. Ocorre que essa tecnologia

amplamente conhecida no mundo, agora comea a crescer tambm no Brasil,

atravs das obras de infraestrutura, na rea de abastecimento de agua, energia

eltrica, gs e telecomunicaes.

A Associao Brasileira de Tecnologia No Destrutiva ABRATT, divulgou

que em 2011, o mercado movimentou cerca de R$800 milhes, para instalaes

de redes subterrneas.

26

5.2.2 - ABRATT

ABRATT - A Associao Brasileira de Tecnologia no Destrutiva, tem como

objetivo compreender a evoluo da cincia e da prtica de mtodos no

destrutivos (MND) para o benefcio do pblico, e a promoo da educao,

treinamento, estudo e pesquisa a respeito, bem como o incentivo ao

desenvolvimento de novas tcnicas, e a utilizao MND com eficincia

comprovada, para instalao e recuperao de redes subterrneas, alm de

promover o mapeamento e a locao dessas redes.

H dcadas, essa preocupao foi atendida e resolvida pela Sociedade

Internacional de Tecnologia No Destrutiva - ISTT em Londres, hoje a ISTT difundi

seus estudos em mais de 20 pases, atravs de entidades filiadas. A ABRATT em

1999, juntou-se a esse privilegiado grupo de entidades, hoje a entidade vem

trabalhando na divulgao e suporte a essas tecnologias, em conjunto com

Universidades do mundo inteiro, inclusive a Universidade de So Paulo - USP.

(ABRATT Diretrizes do Mtodo No Destrutvel)

5.2.3 - Perfurao Horizontal Direcionada Horizontal Directional Drilling

(HDD)

Mtodo de perfurao horizontal direcionada, mais conhecido como HDD,

definido como um sistema de perfurao dirigvel para instalao de tubulaes,

conduites e cabos. Estes mtodos so chamados assim, devido a habilidade de

informam a localizao da cabea de perfurao e de guia-la durante o processo

de Perfurao. (NAJAFI, 2004)

Este mtodo se divide em trs classes: maxi-HDD, mide-HDD e miniHDD.

O tamanho fsico do equipamento e o mbito de aplicao dos projetos de

perfurao horizontal direcionada, podem variar significativamente, porm no a

diferena significativa no mtodo de operao. As figuras 5.5 e 5.6 apresentam uma

comparao entre as principais caractersticas que diferenciam as trs classes do

mtodo.

27

Figura 5.5 - Comparao das principais caracterstica das categorias de HDD

Fonte: Bennett, etal. (2004)

Figura 5.6 - Taxa de produo tpicas para as trs classes de HDD

Fonte: Bennett, etal. (2004)

5.2.4 - Aplicao do MND

O MND principalmente utilizado para instalao de oleodutos, tubulao

de gua, gs, esgotos e instalao de cabos de fibra tica.

Podendo ser aplicado em diversos tipos de solos, tais como: solos arenosos,

argilosos, pedregulhos e at mesmo em formaes rochosas.

i

28

5.2.5 - Mtodo de Perfurao direcional

A maioria, mas no todas as mquinas de perfurao direcional, usam uma

cabea com alimentao de fluido, que empurrado atravs do solo, na

extremidade de um conjunto de barras (coluna) de perfurao. Normalmente, essa

cabea angular, de modo que a rotao constante da coluna produza um furo

reto, enquanto que a manuteno da cabea numa determinada posio cause

desvio da trajetria. Normalmente, uma sonda ou emissor instalado na cabea

(Figura 5.7) ou em suas proximidades, emitindo sinais que so recebidos e

acompanhados por um receptor situado na superfcie, permitindo a monitorao de

direo, profundidade e demais parmetros. Sistemas de direcionamento por

barras rgidas tambm so usados, com o cabo correndo atravs da coluna de

perfurao, particularmente nos casos em que a trajetria no pode ser seguida

facilmente na superfcie (por exemplo, na travessia de rios) ou onde a profundidade

do furo muito grande para possibilitar uma localizao precisa por mtodos de

rdio-freqncia. (ABRATT Diretrizes do Mtodo No Destrutvel)

Uma mistura de gua e bentonita frequentemente usada como fluido ou

lama de perfurao, transportando os resduos em suspenso. Aps completar a

perfurao, esse fluido estabiliza o furo piloto, deixando-o pronto para o

alargamento. A tubulao final ou duto, geralmente de polietileno ou ao, puxada

pelo alargador medida que este avana e aumenta o dimetro do furo original.

Um recurso cada vez mais comum o uso de percusso para complementar

a fora axial e de rotao, o que pode ser conseguido com um martelo de percusso

instalado na cabea de perfurao ou pela gerao de percusso na mquina, na

superfcie, e sua transmisso atravs da coluna de perfurao. Em ambos os

casos, haver aumento significativo na capacidade das mquinas de perfurao

direcional, para passagem atravs de solos difceis ou incluses duras. do furo

29

Figura 5.7 Cabea de corte e sonda

Fonte: Dezotti, 2008

5.2.6 - Sistemas de Rastreamento e Direcionamento

A maioria das tcnicas de perfurao direcional, exceto algumas aplicaes

de curta distncia com lanamento em poo, baseiam-se em sistemas precisos de

locao e direcionamento da perfurao.

Existem vrios tipos de sistemas de rastreamento. Os mais comuns

conhecidos por sistema de passagem sobre a rede, esto baseados numa sonda

ou gerador de sinal localizado numa carcaa situada atrs da cabea de

perfurao, que emite um sinal de rdio para um receptor situado na superfcie.

Alm da posio e profundidade da cabea de perfurao, os dados transmitidos

incluem frequentemente a inclinao da ferramenta, a situao da bateria e a

temperatura do transmissor. comum repassar essas informaes para um

segundo receptor situado na mquina de perfurao, para que o operador tenha

acesso direto aos dados e possa fazer os ajustes de direo necessria. As figuras

5.8 e 5.9 apresentam os aparelhos utilizados para o rastreamento e a forma de

funcionamento.

Sua maior limitao a necessidade de ter acesso superfcie situada

diretamente acima da cabea de perfurao, o que poder ser difcil ou impossvel

se a rede passar sob um prdio ou um curso dgua. Esse problema pode ser

superado usando-se um sistema de direcionamento com fio rgido ou um

transmissor que contenha uma bssola eletrnica integrada. (ABRATT Diretrizes

do Mtodo No Destrutvel).

Os sistemas de fio rgido utilizam um cabo que passa atravs da coluna de

perfurao para transmitir os dados do gerador de sinal para o console de controle.

Embora esse cabo seja uma complicao adicional, permite o rastreamento em

30

qualquer terreno sem depender da transmisso de sinais de rdio, e tambm pode

ser usado em locais onde haja interferncia eletromagntica.

Figura 5.8 - Rastreador de Perfurao - Digitrak SE

Fonte: http://www.sondeq.com.br/pt/nd_rastreadores.php (Acesso: Abril 2014)

Figura 5.9 Rastreamento por ondas eletromagnticas

Fonte: Kebos JN Curso de Atualizao para operadores e navegadores de equipamentos de perfurao

31

5.2.7 - Sondagem para mapeamento de interferncias

5.2.7.1 Desenvolvimento

Trs tipos de sondagens esto contempladas nesse procedimento e

descritas a seguir. As sondagens sero realizadas pelo mtodo de deteco

atravs de frequncias de rdio (Radio Deteco), sondagens manuais e

sondagem a percusso.

5.2.7.2 - Situaes de Realizaes das Sondagens

5.2.7.2.1 - Sondagem radio deteco

Sondagem que se realiza com o objetivo de mapear e cadastrar as

interferncias enterradas pelo mtodo no destrutivo, a fim de se consolidar os

projetos de encaminhamento de uma linha pr-estabelecid. A topografia faz

marcaes dessas interferncias no trecho.

5.2.7.2.2 - Sondagem manual

Sondagem que se realiza cuidadosamente utilizando-se ferramentas de

escavao manual a fim de se descobrir a interferncia identificadas e cadastradas.

5.2.7.2.3 - Sondagem a percusso

Sondagem que se realiza utilizando-se equipamento de perfurao a fim

de se coletar amostras de solo onde se analisa granulometria principal e

secundria, origem, cor, compacidade e consistncia dos solos em locais

previamente escolhidos.

32

5.2.7.3 - Localizao pelo mtodo de Radio Deteco

Esses equipamentos possuem a mais avanada tecnologia de deteco

e localizao de tubos metlicos e cabos enterrados. Os receptores de Radio

Deteco (Figura 5.10) so capazes de detectar quase todos os cabos e tubos

metlicos enterrados, entretanto aqueles que no irradiam nenhum sinal no

podem ser detectados. Os receptores de Radio Deteco no so capazes de

indicar quando um sinal recebido de um nico cabo/duto, ou de vrios

cabos/dutos prximos, paralelos ou sobrepostos. (IT37 SialDrill)

Figura 5.10 Aparelho de rdio deteco

Fonte: http://www.surveyequipment.com/cable-pipe-detectors (Acesso: Abril, 2014)

5.2.7.4 - Sondagem com Escavao Manual

Processo se inicia com uma pesquisa junto aos setores tcnicos, mapas

cadastrais de redes de gua, esgoto, produtos industriais, telefone, dados e cabos

de energia eltrica. De posse dos dados obtidos na tarefa ou mesmo na ausncia

33

destes, procurar pontos notveis, tais como boca de coleta, tampes de caixa de

passagem de energia eltrica, telefone, registros de gua, canaletas de ligao,

com o apoio da equipe de topografia, que ter a funo de identificar e locar os

pontos notveis, assim como locar e demarcar possveis traados e alinhamentos.

(IT37 SialDrill)

De posse dos pontos notveis que possam interferir com o previsto no

projeto, iniciar a sondagem propriamente dita.

A sondagem feita transversalmente direo do obstculo inicialmente

atravs de escavao manual cuidadosa, e posterior posicionamento do trado

manual, at a cota prevista em projeto, sobre a marcao da obra prevista no

projeto. So tomados todos os cuidados, de forma a no danificar as redes

existentes. Terminada a sondagem, verifica-se a necessidade ou no de alterao

no projeto. A figura 5.11 mostra uma sondagem manual na faixa da Petrobras, onde

era necessrio visualizar o duto e cadastrar a profundidade.

Figura 5.11: Escavao manual para localizao de Duto da Petrobras

Fonte: Os autores (Janeiro, 2014)

34

5.2.7.5 - Sondagem a percusso

Neste tipo de sondagem, alm da coleta de amostras de solo e

identificao do nvel dgua, so obtidos ndices de resistncia a penetrao do

solo a cada metro. A figura 5.12 apresenta uma sondagem a percusso que

consiste na introduo de um tubo de ao no solo atravs de golpes de um peso

de cravao para avano em profundidade (ensaio "SPT"), com amostrador na

ponta para armazenamento e coleta do material perfurado. Intercalado aos

avanos por golpes de peso onde se obtm os ndices de resistncia do solo a

cada metro.

Figura 5.12- Sondagem a percusso

Fonte: Os autores (Janeiro, 2014)

5.2.8. - Calibrao da Sonda

Os dispositivos de direcionamento devem estar permanentemente

calibrados, assim, antes do incio de cada perfurao, a preciso deste sistema

deve ser verificada colocando-se o emissor e receptor a uma distncia pr-

35

determinada e conhecida comparando-a a leitura do dispositivo que deve estar de

acordo com as recomendaes do fabricante.

5.2.9 - Vala testemunho

A vala testemunho tipo de sondagem destrutiva, utilizada para confirmar a

real posio de uma interferncia a ser cruzada. A vala testemunho dever ser

executada:

Pontualmente atravs de aberturas de janelas;

Para confirmao fsica e visual das interferncias;

Confirmao da profundidade;

Para visualizao da passagem da haste do furo piloto e da puxada

do alargador, garantindo o distanciamento de 30 cm entre o alargador

e as interferncias.

5.2.10 - Vala de Entrada

A vala de abertura da furao deve ter forma de rampa com caimento

direcionado para o ponto inicial da perfurao e ligada a um fosso de acumulao

para conter eventuais resduos do fluido de perfurao.

5.2.11 Vala de Sada

A vala de sada da furao deve ter forma de rampa inclinada at a superfcie

do terreno. A coluna do tubo deve estar montada prxima ao ponto de sada da

ferramenta no fim do furo piloto, aps ter sido avaliada e liberada conforme norma

de testes aplicvel, com a cabea de puxamento corretamente conectada na

extremidade dos tubos e a utilizao de CAP mecnico ou dispositivo que garanta

a estanqueidade da tubulao, para evitar a entrada de agua e sujeira. (NT019

Comgs)

36

5.2.12 - Furo Piloto

o primeiro passo (normalmente direcionvel) do processo de perfurao,

que requerer alargamento posterior em sentido inverso, com um alargador ou

ferramenta similar. A figura 5.13 exemplifica o furo o piloto sendo direcionado por

um caminho projetado com antecedncia, guiado por um emissor de ondas

eletromagnticas que informa constantemente a posio, inclinao e

direcionamento da cabea de perfurao. Para Abraham, et al. (2002), afirma que

que a escavao do furo pilo a fase mais importante de uma obra que utiliza HDD,

sendo a fase que determina a posio final da tubulao a ser implantada.

Figura 5.13 Furo Piloto

Fonte: ABRATT Diretrizes do Mtodo No Destrutvel

5.2.13 - Alargamento e desobstruo do furo

O alargamento (Figura 5.14) consiste na passagem progressiva de

ferramentas de dimetros maiores a cada operao at atingir o suficiente para a

instalao do tubo, removendo e compactando o material (solo) de forma a

desobstruir completamente o furo. O tamanho do furo alargado 1,5 vezes o

dimetro do produto, que est sendo instalado, esse alargamento pode ser maior

37

que 1,5m dependemos do tipo de solo, e do produto a ser instalado. (PALAZZO,

2008).

Figura 5.14 Alargamento do furo


5.2.14 - rea de trabalho

Toda a rea de trabalho do furo direcional deve ser devidamente isolada, antes

de iniciar a operao, de forma a impedir o acesso de pessoas no autorizadas.

5.2.15 Equipamentos de perfurao

5.2.15.1 Brocas

So utilizadas para abrir o furo piloto e devem ser compatveis com o material

que est sendo escavado. Normalmente so fabricadas de Tungstnio, porem para

materiais mais duros poder ser necessrio o uso de brocas especiais. A figura

5.15 apresentam diversos tipos de brocas para perfurao.

38

5.15 Brocas de perfurao


5.2.15.2 Alargadores

Como mostra a figura 5.16 so ferramentas utilizadas para alargar o furo

piloto, em uma ou mais operaes, de tal forma que o dimetro final do furo seja

obrigatoriamente de no mnimo 1,5m o dimetro externo da tubulao a ser

inserida, dependendo do tipo de solo perfurado o dimetro final pode ser maior.

Deve ser instalado um distorcedor (swivel) entre o alargador e a coluna a fim de

que o torque transmitido ao alargador pela haste de perfurao, no seja

transmitido a tubulao que est sendo inserida. (NT019 Comgs)

39

Figura 5.16 - Alargador

Fonte: http://www.sondeq.com.br/imagens/produtos/prime07.jpg

(Acesso: Abril, 2014)

5.2.15.3 - Fusvel limitador da fora de puxamento Swivel

Trata-se de um dispositivo de segurana, de uso obrigatrio, instalado entre

o alargador e o primeiro tubo da coluna que est sendo puxada, atuando como um

porta-fusvel com o objetivo de assegurar que a tubulao e as soldas efetuadas

na mesma no sofrero esforos alm do especificado, caso isto ocorra o mesmo

romper um elemento interno, denominado break pin. Este dispositivo

padronizado em funo do dimetro nominal e da espessura e material do tubo de

PE. (NT019-Comgs).

No permitido, em hiptese alguma, o uso de swivel com carga de ruptura

maior que a especificada para a tubulao que est sendo puxada. Na figura 5.17,

transcrita da especificao O-011.28 - COMGAS , temos a carga mxima

admissvel para cada dimetro de tubulao e a figura 5.18 detalha a montagem da

conexo fusvel.

40

Figura 5.17 - Carga mxima admissvel

Fonte: Especificao O-011.28 COMGAS

Figura 5.18 Detalhamento da conexo fusvel

Fonte: Especificao O-011.28 COMGAS

41

5.2.15.4 - Maquinas de Perfurao

A capacidade dos equipamentos vem aumentando nos ltimos anos, e as

vantagens das tecnologias no destrutivas para a construo de novas redes

tornaram-se cada vez mais apreciadas.

Os fabricantes de todo o mundo oferecem uma grande variedade de

equipamentos, que vo desde unidades compactas para pequenos dimetros e

extenses curtas, at mquinas muito grandes, capazes de instalar extenses

acima de um quilmetro de tubulao de grande dimetro. As figuras 5.19, 5.20 e

5.21 ilustram as trs categorias de maquinas para perfurao.

Existe tambm uma variedade igualmente grande de sistemas de

direcionamento, cabeas de perfurao, alargadores e acessrios. As figuras

Podemos subdividir os equipamentos em:

Pequenas 02 a 15 toneladas

Medias 15 a 50 toneladas

Grandes 50 toneladas

Uma mquina tpica de perfurao direcional com lanamento na superfcie,

de porte intermedirio, possui uma capacidade de empuxo (trust) e trao (pull

back) da coluna entre 8 a 15 toneladas, e um torque de 5000 n/m, dependendo da

velocidade de rotao. De modo geral, essa mquina ter capacidade para

instalao de tubos com dimetro aproximado de 100 a 450 mm em distncia 50 a

250 metros, dependendo da condio do solo. A capacidade das mquinas de

perfurao direcional varia consideravelmente em funo do tipo de solo atravs

do qual forem trabalhar. De um modo geral, argilas homogneas so os solos mais

favorveis, enquanto que a areia pode apresentar problemas, como abrasividade e

especialmente se estiver abaixo do lenol fretico e com gua salobra. (Kebos JN

Curso de Atualizao para operadores e navegadores de equipamentos de

perfurao).

42

Figura 5.19 - HDD para dimetros grandes

Fonte: http://www.sondeq.com.br/imagens/produtos/prime02.jpg (Acesso: Abril, 2014)

Figura 5.20 - HDD para dimetros mdios

Fonte: http://www.ditchwitch.com/directional-drills/directional-drills/jt30 (Acesso: Abril, 2014)

43

Figura 5.21 - HDD para dimetros pequenos

Fonte - http://www.ditchwitch.com/directional-drills/directional-drills/jt922 (Acesso: Abril, 2014)

5.2.16 - Fluido de Perfurao

Todos os furos devem ser abertos utilizando fluidos de perfurao. Os

fluidos de perfurao podem ser aditivos, polmeros, bentonitas, barrilhas leve e

gua. A caracterstica principal dos fluidos a viscosidade e a gelatinosidade que

agem amolecendo o solo, lubrificando e estabilizando o furo executado. Estas

caractersticas de operao variam de acordo com o tipo de solo (viscosidade da

lama e consumo esperado).

A mistura correta de gua, bentonita e polmero devem ser preparados para

cada condio particular do solo. No equipamento em uso, a bentonita despejada

por um funil alcanando o jato dgua emergente de um venturi, sendo assim

carregado para o tanque de fluido, os quais so providos de misturadores, que

evitam a decantao e a deposio do material no fundo dos mesmos. (Kebos JN

44

Curso de Atualizao para operadores e navegadores de equipamentos de

perfurao).

O fluido de perfurao bombeado pelo interior das hastes, atravessando

os jatos situados na ferramenta de perfurao erodindo as formaes. Durante a

operao de perfurao devem ser constantemente observados tambm os

manmetros de presso instalados na prpria mquina, os quais podem mostrar

uma elevao sbita de presso provocada por alguma interferncia no

cadastrada, alguma rocha, entupimento da broca ou do alargador.

Dependendo de sua formulao, os fluidos de perfurao possuem diversas

funes:

Lubrificar a cabea de corte e reduzir o desgaste;

Amolecer o solo para facilitar a perfurao;

Remover o material escavado em suspenso, at o poo de lanamento;

Estabilizar o furo antes do alargamento;

Lubrificar a tubulao final durante o alargamento e a insero;

Acionar os motores de lama para perfurao atravs de solos duros.

(ABRATT Diretrizes do MND)

A formulao dos fluidos de perfurao uma cincia complexa, e

desempenha um papel importante no sucesso das obras. A maioria dos fabricantes

de mquinas de perfurao tem suas prprias recomendaes sobre os fluidos

mais adequados para cada aplicao em particular, da mesma forma que os

fabricantes dos materiais.

5.2.17 Perfurao em Rocha

A identificao do tipo, dureza e formao das rochas permitir utilizar as

ferramentas adequadas e ter maior eficincia na perfurao, pois os tipos de rocha

mudam muito de um trabalho para outro ou na mesma furao.

A formao de rocha pode ser identificada, como slida, fraturada,

medianamente fraturada ou dura. Quanto mais dura for rocha, mais fcil de

manter o fluxo, perfur-la e direcionar a broca.

45

Ao perfurar em rocha mais macia, a ferramenta de corte percorrer onde

apresenta menor resistncia e, portanto, ser mais difcil direcion-la. Para se

executar a perfurao em rocha aplicam-se trs mtodos de corte:

5.2.17.1 - Corte giratrio

Neste tipo de corte as cabeas de perfurao permitem o corte em rocha de

6896,55 N/cm a 8275,86 N/cm. A cabea de corte giratrio (figura 5.22) movida

por grandes volumes de fluido, que fazem a mesma girar, e podem ser direcionadas

de 1 a 3 graus. Este tipo de ferramenta se tornaria antieconmico caso no se utilize

outro equipamento para reutilizao do fluido. (Kebos JN Curso de Atualizao

para operadores e navegadores de equipamentos de perfurao).

Figura 5.22 Cabea de corte giratrio

Fonte:www.varelintl.com/content/inlineimages/mining/roller_cone/Var

_IndustrialBits_Web.jpg (Acesso: Abril, 2014)

46

5.2.17.2 - Corte por impacto

um dos mais novos mtodos de perfurao em rocha, ao invs de rasgar

a rocha para cort-la, se aplicam golpes curto de energia de forma repetitiva na

rocha para criar pequenas fendas e assim remover o material. Neste tipo de corte

se usa presso de ar para o impacto. O equipamento necessita de pouca potncia,

no necessita de grandes volumes de fludo, s o necessrio para deixar o material

cotado em suspenso. A presso de ar, alm do impacto tambm auxilia na

remoo no material. A figura 5.23 apresenta a ferramenta para esse tipo de furo.

Figura 5.23 Ferramenta para corte por impacto

Fonte: Nepomucemo, 2008

5.2.17.3 - Corte por arrasto

Este tipo de corte pode ser utilizado em rochas muito macias, onde a broca

utilizada feita de tungstnio. Pode-se utilizar este sistema em formaes de at

3448,27 N/cm de dureza. Caso a formao seja mais dura, haver um desgaste

muito grande e a eficincia do material ser diminuda. (MOUTINHO e

ARIARATAM, 2008).

47

5.2.18 - Pull Back

a capacidade (fora) que o equipamento possui de trazer de volta, o peso

de todas as hastes que foram utilizadas, mais o alargador, mais o peso do produto

que est sendo instalado, mais as foras de atritos resultantes desse movimento

em relao ao solo em que est sendo feita a instalao. Assim sendo, o conceito

diferenciador a capacidade que a mquina tem para puxar (pullback force) e de

empurrar (trust force).

Baseado na norma prtica (HDD GOOD PRACTICES GUIDELINES 2001),

na qual o pullback de uma mquina deve ser de pelo menos duas vezes o peso

do duto:

Exemplo:

Como pode ser observado no HDD GOOD PRACTICES GUIDELINE, o

fato mais importante verificar se a mquina tem fora (horse-power) de giro do

cabeote suficiente para executar um furo piloto de 250 metros ou para alargar 250

metros de 375 mm (1,5 vezes o dimetro do duto), e verificar se possui fora

suficiente para puxar uma coluna de 250mm.

48

6 . ESTUDO DE CASO

Neste estudo de caso ser abordado a implantao de uma malha de dutos

subterrneos da Companhia de Gs de So Paulo COMGS, a extenso do

projeto analisado 6.292,96m, sendo 2.179,85m com dimetro nominal de 40mm

e 4.113,11m em dimetro nominal de 63mm, com a tubulao instalada a uma

profundidade mdia de 1,00m abaixo da superfcie. Apresentaremos uma anlise

crtica, expondo os aspectos positivos e negativos dos mtodos construtivos, custo

de construo, problemas na execuo e solues, levantamento de clientes

potencial e vendas efetivas.

6.1 Localizao

A construo da rede de gasodutos est localizada na Zona de Norte de So

Paulo, no bairro Villa Mazzei, a tubulao ser implantada em diversas ruas listadas

abaixo e apresentadas na figura 6.1.

1 AV. MAZZEI 16 RUA JAMUND 31 TRAV. DOMINGO DENTE

2 RUA ALEXANDRE AZEVEDO 17 RUA JARI 32 TRAV. FELICE BONAVENTURA

3 RUA ARAGO 18 RUA JEAN LEPRINCE 33 TRAV. GYLSON RODRIGUES VIDIGAL

4 RUA BARTOLOMEU DE TORALES 19 RUA JOO GIORA 34 TRAV. IBIA

5 RUA CAUR 20 RUA JOS ALENCAR HORTA 35 TRAV. IMPRESSES DO CREPSCULO

6 RUA CEL. JOS PAIS DE ALMEIDA 21 RUA MANUEL VALENTE 36 TRAV. MATIAS ALBANO

7 RUA CEL. OTAVIO AZEVEDO 22 RUA NEM DE BARROS 37 TRAV. NAIR

8 RUA COMPRIDA 23 RUA PARU 38 TRAV. NUVEM MENSAGEIRA

9 RUA DAS GAMBOAS 24 RUA QUIXER 39 TRAV. ODCIO ORACILIO FALOPA

10 RUA DONA RAHIL MALUF 25 TRAV. ADOLFO CANTU 40 TRAV. OSWALDO LAZZER

11 RUA ENRIQUE M0NTES 26 TRAV. ANDR P. DA SILVA 41 TRAV. THEODORO PEREIRA

12 RUA FABRICIO CORREA 27 TRAV. ANTONIO BARROCA 42 VIA DE PEDESTRES DOS PORTUGUESES

13 RUA GUARAJ 28 TRAV. BOM JESUS DA LAPA

14 RUA GURUPATUBA 29 TRAV. CORONEL HLIO BARBOSA CALDAS

15 RUA JAIME PINTO FERREIRA 30 TRAV. DO JOO PIGNATARO

LOGRADOURO LOGRADOURO LOGRADOURO

49

Figura 6.1 - Mapa de Localizao

Fonte: www.google.com.br/maps (Acesso: Maio, 2014)

6.2 - Mtodo de Construo

Como padro de construo foi utilizado o Mtodo No Destrutivo (MND),

com exceo dos trechos indicados no projeto detalhado como Mtodo Destrutivo

(MD), com vala aberta. Em funo de dificuldades construtivas (valas muito

profundas, trfego intenso, terreno instvel, etc.) e com a autorizao prvia da

COMGS, a Empreiteira pode substituir o Mtodo No Destrutivo indicado no

projeto pelo Mtodo Destrutivo, com estrita observncia aos procedimentos

descritos na Normas COMGS NT-20 e NT-54.

50

6.3 - Afastamentos Mnimos de Segurana

6.3.1 Edificaes

Em relao a prdios e construes, esto sendo observadas as seguintes

distncias mnimas de afastamento, de acordo com a Norma NT-3 da COMGS:

Tubulao com espessura padro COMGS

Presso na rede Dimetro da tubulao de gs

At 180mm De 250mm a 350mm Acima de 350mm

4 bar

7 bar 1,5 m 3,0 m 4,5 m

17 bar

37 bar 3,0 m 6,0 m 9,0 m

6.3.2 - Instalaes Subterrneas

Em relao a instalaes subterrneas, esto sendo observadas as seguintes

distncias mnimas de afastamento:

Tipo de instalao

Dimetro da tubulao de gs

At 180mm De 250mm a

350mm

Acima de

350mm

Linhas de alta tenso subterrneas 0,5 m 1,0 m 1,0 m

Linhas de alta Tenso Area Distncia determinada pelo estudo prvio de

interferncia eltrica Aterramentos de alta Tenso

Outras instalaes subterrneas 0,3 m 0,4 m 0,4 m

51

6.3.3 - Profundidade de Valas

Como padro ser adotado as seguintes profundidades mnimas da geratriz

superior da tubulao:

Condio Profundidade Mnima

Tubo de PEAD em logradouros municipais

asfaltados e/ou com pavimentao com fita de

sinalizao.

0,61 m

Tubo de PEAD em logradouros municipais em terra

ou sem pavimentao 1,00 m

Tubo de PEAD instalado pelo mtodo no destrutivo 1,00 m

Tubo de ao em logradouros municipais 1,00 m

reas com atividades agrcolas ou sujeitas eroso 1,20 m

Ocupao longitudinal de faixa de rodovias 1,80 m

Travessias sob rodovias, ferrovias, rios e crregos 2,50 m

6.4 - Execuo do Projeto

Para execuo da obra foi utilizado o Projeto Executivo TU-108.12.135

COMGAS (Anexo 1), conforme dados fornecidos pela construtora Sialdrill a obra foi

executa mais de 90% por furo horizontal direcionado (Figura 6.4), totalizando 160

furos para execuo da malha estudada, o mtodo de vala aberta apenas foi

utilizado em trecho onde no havia possibilidade de furo direcional, como exemplo

o trecho mostrado na figura 6.1, onde h uma travessia na rua com extenso de

8,50m, no h viabilidade para execuo do furo e em casos de instalao de

equipamentos como o conjunto regulador de calada CRC (Figura 6.3).

52

Figura 6.2 - Localizao de Abertura de Vala

Fonte: Projeto Executivo - TU-108.12.135 Comgas

Figura 6.3 - Abertura de vala para instalao de equipamentos

Fonte: Os autores (maro, 2013)

53

Figura 6.4 Furo direcional

Fonte: Os autores (maio, 2013)

6.5 - Problemas ocorridos durante a obra

Durante a execuo de furo direcional horizontal na Rua das Gamboas, a

sonda estava navegando com uma profundidade de 2,80m devido a um crrego

canalizado localizado pela equipe de mapeamento, porm ao chegar com o

equipamento abaixo do rio, o mesmo bateu em uma rocha, que no foi identificada

pelo mapeamento. A soluo mais rpida e com menor custo foi trocar a sonda do

equipamento de perfurao, para uma de maior alcance e navegar com uma

profundidade de 3,50m a 4,00m, assim foi concludo a travessia. A figura 6.5

apresenta a localizao do crrego na rua das gamboas.

54

Figura 6.5 Travessia de Crrego canalizado

Fonte: www.google.com.br/maps (Acesso: Maio, 2014)

Outra situao na fase de mapeamento, foi a constatao de um trecho de

200m, na Rua Arago que teve que ser alterado de lado, devido a algumas casas

que estavam abaixo do nvel da rua e um muro de arrimo. Caso fosse construdo

conforme projeto, existiria uma enorme chance desse muro cair, uma vez que o

mesmo no tinha colunas e o furo direcional passaria bem prximo desse muro, o

caso foi passado para a engenharia da Comgas e por sua vez autorizou a mudana

de lado. A figura 5.6 mostra o muro de arrimo e as casa abaixo do nvel da rua.

55

Figura 6.6 Muro de Arrimo

Fonte: Os autores (maio, 2014)

Devido a inconsistncia dos cadastro da ligao de agua e esgoto domiciliar,

no foi possvel a verificao de todas as interferncias, pois a Sabesp no possui

cadastro de todas as suas ligaes de agua e esgoto, isto resultou em danos nos

ramais da Sabesp como mostra a figura 6.7.

56

Figura 6.7 Ramal de agua rompido

Fonte: Os Autores (maio, 2013)

6.6 - Tempo de obra

Obra teve seu incio em 01/04/2013 e o ultimo furo 06/06/2013, o

comissionamento da rede ocorreu entre 19/06/2013 e 21/06/2013, tempo curto pois

estamos falando em 6.292,96m de tubulao, se essa obra fosse executada

totalmente em mtodo destrutivo esse tempo de execuo seria muito superior a 2

meses.

O menor tempo de execuo do projeto se traduz em beneficio a populao

e vendas para a empresa fornecedora do servio. Segundo dados da COMGAS, o

projeto estudado at a sua finalizao apresentou os seguintes ndices de vendas.

FASEPotencial de

VendasCasas Vendidas Casas Ligadas Cancelamento

Captao de

Vendas

Captao de

Ligao

3A 1023 (casas) 224 174 5% 22% 17%

57

6.7 Custo de Execuo

Realizando uma anlise comparativa entre os custos de contratao dos

servios de execuo por metro linear dos Mtodos, o custo para utilizao do MND

aproximadamente R$ 265,62m e pelo mtodo MD de aproximadamente R$

231,60 m, o MND representa um custo de 12,80%, segundo a Construtora Sial Drill.

Mesmo que o valor da execuo do mtodo destrutivo tenha se apresentado

inferior em relao ao MND, nesta composio de preo esto inclusos somente

materiais e servios para implantao da tubulao, sem a incluso dos fatores de

riscos, cuja a incidncia e alta e rotineira. H componentes de riscos no agregados

aos itens que podem ocasionar grandes nus ao valor da obra.

Os impactos sociais grande empecilho para utilizao do MD, quando se

aplica esse mtodo a um grande impacto na regio, como exemplo o desvio do

transito e o aumento a poluio sonora. Mesmo o MND apresentando um custo

superior mais vivel para as grandes cidades pois causa pouqussimo impacto

em sua execuo.

Figura 6.8 Composio de Preo

Fonte: Construtora Sial Drill (outubro, 2014)

Item Descrio Unidade Quantidade Valor Unitrio Valor Total

1.0 Implantao por Mtodo Destrutivo metros 6.292,96 231,60 1.457.449,98

1.1 Abertura de Valas m 6.292,96 97,40 612.959,34

1.2 Recobrimento m 6.292,96 122,50 770.863,01

1.3 Instalao das Vlvulas

1.4 Recomposio m 6.292,96 11,70 73.627,63

2.0 Implantao por Mtodo de Perfurao Direcional metros 6.292,96 265,62 1.671.518,30

2.1 Abertura dos Tie-in m 47,88 7,17 343,37

2.2 Furo Direcional m 6.292,96 264,37 1.663.669,84

2.3 Fechamento dos Tie-in m 47,88 145,05 6.944,83

2.4 Recomposio m 47,88 11,70 560,27

Planilha de Preo Unitrio

N/A

58

6.8 - Prazo de Execuo

Para efeito de comparao entre os mtodos, analisamos a instalao de

um trecho de 100m, de tubulao implantada a uma profundidade mdia de 1,00m.

Baseado nos procedimentos da empresa Sialdril, com o mtodo destrutivo, para

executar os 100m de rede necessitaria-se de 8h, com o mtodo no destrutivo esse

tempo cai para aproximadamente 3h.

59

7 CONCLUSO

A construo de gasodutos, principalmente desde 2008, vem em constante

ascenso pelo Brasil e principalmente no estado de So Paulo. A Comgs vem

investindo alto, na ampliao de suas redes de gs natural, visando alcanar todos

os tipos de clientes.

Em pesquisas realizadas em diversas regies de So Paulo, a Comgs

concluiu que, os bairros com maiores aquisies de contratos so os bairros de

classe mdia baixa e classe baixa, uma vez que as tubulaes internas em cobre,

na maioria das casas ficam expostas, e aquelas classes mais ricas preferem no

adquirir os planos da Comgs, visando principalmente a parte esttica de suas

residncias. Com isso a Comgs est investindo muito, na construo de redes de

gs natural, principalmente nos bairros com essas caractersticas, conquistando um

nmero alto de novos clientes.

Neste trabalho, abordamos a construo de gasodutos em um bairro da zona

norte da cidade de So Paulo, pelos mtodos de vala a cu aberto (MD Mtodo

Destrutivo), e perfurao direcional horizontal (MND Mtodo no destrutivo).

O mtodo destrutivo que sempre foi muito utilizado na construo de

tubulaes subterrneas, est sendo cada vez menos utilizados nos dias de hoje,

isto se deve pela implantao do mtodo no destrutivo, que na grande maioria das

vezes, apresenta-se muito mais vantajoso.

No mtodo de construo atravs de vala aberta, alm dos impactos

causados pela obra, tais como; impactos ambientais, congestionamentos, grandes

quantidades de trabalhadores e maquinrios, escoramentos, compactao da vala,

recomposio da vala, suas principais desvantagens so, o custo e tempo de

execuo.

J na construo pelo mtodo no destrutivo, o oposto, alm dos impactos

causados pela obra serem bem menores, suas principais vantagens so; os custos

e o tempo de execuo. Uma vez que, para a construo de uma rua com at 200m

por exemplo, ser necessrio abrir apenas duas valas nas suas extremidades, e a

mquina perfuratriz, junto a um aparelho localizador e com apenas dois

funcionrios (operador e navegador), fazem a instalao da tubulao por toda a

sua extenso. Com isso se ganha muito tempo e menor custo.

60

Cada equipe de perfuratriz faz em mdia 200m de assentamento de

tubulao por dia, nos bairros da zona norte de So Paulo. Porm, as vezes, no

possvel realizar o assentamento da tubulao pelo mtodo no destrutivo, por

exemplo, quando h muitas interferncias subterrneas. Neste caso, a melhor

opo o mtodo destrutivo.

Aps assentadas as tubulaes, inicia-se as soldas para fechamento de

todas as pontas dos tubos, deixando assim, todas as ruas interligadas umas nas

outras. Em seguida, realizado o teste pneumtico na rede. E ento se interliga

em uma outra rede de gs j existente, com isso, a rede est pronta para a

comercializao.

61

8 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ABNT ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 12712:

Informao e documentao: referencia, elaborao. Rio de janeiro, 1993.

_. NBR 15280-1: Dutos Terrestre. Rio de Janeiro, 1997

_. NBR 12712 Projeto de sistemas de Transmisso e Distribuio de gs

combustvel.

_. NBR 12266 - Projeto e execuo de valas para assentamento de tubulao.

ABRAHAM, Dulcy M.; BAIK, Hyeon Shik; GOKHALE, Sanjiv - Developmentent of

decision support system for selection of thenchless technlogies to minimize

impact of utility construction on roadways. Springfield, VA: National Thechnical

information Service 2002.

ABRATT Associao Brasileira de Tecnologia no destrutiva.

ABRATT Artigos disponvel em acesso

em 13.maro.2014

__ABRATT Diretrizes do Mtodo No Destrutvel

BENNETT, David; ARIARATNAN, Samuel; COMO, Casey - Horizontal directional

drilling: Good practices Guideline. Arlington: HDD consortium, 2004.

DEZOTTI, Mateus Caetano - Analise de Utilizao de Mtodo No Destrutivo

como alternativa para reduo dos custos sociais gerados pela instalao,

manuteno e substituio de infraestruturas urbanas subterrneas. So

Carlos, SP, 2008. Orginalmente apresentada como dissertao de mestrado,

Escola de engenharia de So Carlos da Universidade de So Paulo, 2008.

KEBOS Curso de Atualizao para operadores e navegadores de

equipamentos de perfurao. (2013)

62

MASSARA, Vanesa Meloni; WERNECK, Murilo Tadeu; MORALES, Miguel Edgar

- A importncia do mtodo no destrutivo na implantao de redes de gs

natural cidades consolidadas, So Paulo, 2007

MENDES, G - Situao do Pas Em Relao Pesquisa Cientifica Sobre

Execuo de Mini Tneis Por MND. Revista Construo e Mercado. Ed: 355

Abril de 2006.

MOUTINHO, Antnio Carlos; ARIARATNAN, Samuel - Introduo aos mtodos

no destrutivos. III Congresso Brasileiro de MND, So Paulo Fevereiro, 2008.

NAJAFI, Mohammad - Thencheless Technology: pipeline and utility design,

construction, and renewal. 1 New York: McGraw-Hill Professional, 2004. 489p.

NEPOMUCENO, Joo Alberto - Fiscalizao em Obra de Perfurao Direcional.

III Congresso Brasileiro de MND, So Paulo Fevereiro, 2008.

PALAZZO, Sergio Augusto - Curso de perfurao horizontal direcionada III

Congresso Brasileiro de MND, So Paulo - Fevereiro 2008.

63

9 - ANEXOS

construção de gasodutos através de perfuração

Documents