13

1 . INTRODU O

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 ambiente de instalao, 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 aparece pouco,

mas que impacta muito na qualidade e sustentabilidade de obras em grandes

cidades e 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 destri 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 acontece 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 nenhum valor sem os benefcios que ela

traz. Adotar o furo direcional em obras de saneamento, gs, telecomunicaes,

14

significa 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.

15

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.

16

3. METODOLOGIA

Para o desenvolvimento deste trabalho foi seguido a metodologia abaixo:

Pesquisa em revista 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 fabricantes;

Pesquisa as NBR, normas tcnicas da empresa COMGAS e instrues de

trabalho da Construtora Siall Drill.

Visitas as obras de implantao de gasodutos da COMGAS, para

levantamento de dados e material fotogrfico.

Orientao tcnica com engenheiros que atuam no 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.

17

4. JUSTIFICATIVA

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

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

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

dificuldades de acesso. 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.

18

5.1 - M TODO DE CONSTRU O 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, Mateus Caetano 2008).

19

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 analise 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).

20

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 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.

21

Quando houver risco de comprometimento de sua estabilidade durante a

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

muros e edificaes vizinhas.

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 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. Deveram 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)

22

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 Fiscaliza

o

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

23

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, desde 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

24

5.2 - M TODO DE CONSTRU O ATRAVES 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 publica 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).

A Tecnologia de perfurao Horizontal Direcionada, no nova no Brasil,

basta olhar para o metro de So Paulo, feito h 30 anos, sua maior parte foi

construda atravs desse mtodo. Todos os tuneis 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 aqui 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.

25

5.2.2 - ABRATT

A Associao brasileira de tecnologia no destrutiva - ABRATT, 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 utilizao de mtodos no destrutivos

(MND) de eficincia comprovada, para instalao e recuperao de redes

subterrneas, alm de promover o mapeamento e a locao dessas redes.

H dcadas atrs, essa preocupao foi atendida e resolvida pela a

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

informa 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.

26

Figura 5.5 - Comparao das principais caracterstica das categorias de HDD

Fonte: Bennett, Ariaratnam e Como (2004)

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

Fonte: Bennett, Ariaratnam e Como (2004)

27

5.2.4 - Aplicao do MND

O Mtodo de perfurao direcionada principalmente utilizado para

instalao de oleodutos, tubulao de gua, gs, esgotos e instalao de cabos

de fibra tica.

O mtodo HDD pode ser aplicado em diversos tipos de solos, tais como:

solos arenosos, argilosos, pedregulhos e at mesmo em formaes rochosas.

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,

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

original.

28

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 pilotoquina

Figura 5.7 Cabea de corte e sonda

Fonte: Dezotti, Mateus Caetano 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

29

figuras 5.8 e 5.9 apresenta 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 qualquer terreno sem depender da transmisso de sinais de

rdio, e tambm pode ser usado em locais onde haja interferncia

eletromagntica.

Figura 5.8 - Digitrak SE Rastreador de Perfurao

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

30

Figura 5.9 Rastreamento por ondas eletromagnticas

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

equipamentos de perfurao

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 objetos de se mapear e cadastrar as

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

projetos de encaminhamento da linha. A topografia faz marcaes dessas

interferncias no trecho.

31

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.

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)

32

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

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.

33

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

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.

34

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

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-

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

acordo com as recomendaes do fabricante.

35

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

2008).

Figura 5.14 Alargamento do furo

Fonte: ABRATT Diretrizes do Mtodo No Destrutvel

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.

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5.15 Brocas de perfurao

Fonte: ABRATT Diretrizes do Mtodo No Destrutvel

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 1,5 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)

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Figura 5.16 - Alargador

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

(Acesso: Abril, 2014)

5.2.15.3 Fuzilink - Fusvel limitador da fora de puxamento

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

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mxima admissvel para cada dimetro de tubulao e a figura 5.18 detalha a

montagem da conexo fusvel.

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).

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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)

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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,

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que evitam a decantao e a deposio do material no fundo dos mesmos.

(Kebos JN 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.

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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.

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

apresenta menor resistncia e, por tanto, 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).

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Figura 5.22 Cabea de corte giratrio

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

_IndustrialBits_Web.jpg (Acesso: Abril, 2014)

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.

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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 &

ARIARATAM).

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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.

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7 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ABNT ASSOCIA O BRASILEIRA DE NORMAS T CNICAS. 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, D. M.; BAIK H.S.; GOKHALE S. (2002). 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, D.; ARIARATNAN, S; COMO C (2004). 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.

50

KEBOS JN. Curso de Atualizao para operadores e navegadores de

equipamentos de perfurao. (2013)

MASSARA, V. & WERNECK, M. & MORALES, M. (2007). A importncia do

mtodo no destrutivo na implantao de redes de gs natural cidades

consolidadas, So Paulo, 2007

MENDES, G. (2006) Situao do Pas Em Relao Pesquisa Cientifica

Sobre Execuo de Mini Tneis Por MND. Revista Construo e Mercado.

Ed: 355 Abril de 2006.

MOUTINHO, A.C. & ARIARATAM, S.T. (2008). Introduo aos mtodos no

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

NAJAFI, M (2004). Thencheless Technology: pipeline and utility design,

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

NEPOMUCENO, J. A. (2008). Fiscalizao em Obra de Perfurao Direcional.

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

PALAZZO, S.A. (2008). Curso de perfurao horizontal direcionada III

Congresso Brasileiro de MND, So Paulo - Fevereiro 2008.