O processo de elaborao de projeto de sinalizao definitiva e de construo de pontes sobre rios navegveis Fabiana Cardoso Meirelles Mansur Universidade Paulista de Braslia, UNIP/ICET, Departamento de Engenharia Civil, Instituto de Cincias Exatas e Tecnolgicas; Dinamiza Consultoria e Engenharia, Braslia/DF Brasil Marcus Alexandre Noronha de Brito Universidade de Braslia, UNB/PECC, Departamento de Engenharia Civil, Programa de Ps Graduao em Estruturas e Construo Civil, Braslia/DF - Brasil

Brunno Emidio Sobrinho Universidade de Braslia, UNB/PECC, Departamento de Engenharia Civil, Programa de Ps Graduao em Estruturas e Construo Civil; Dinamiza Consultoria e Engenharia, Braslia/DF Brasil

RESUMO: O presente artigo aborda os critrios e as definies necessrias para o pleno desenvolvimento de um projeto de sinalizao nutica em rios navegveis nas proximidades das obras de arte especiais. Sero abordados parmetros de segurana necessrios e estabelecidos por normas da Marinha do Brasil para o trfego sob pontes, desde as distncias de visibilidade s velocidades de cruzamento, dados exigidos para um correto posicionamento de uma sinalizao definitiva e uma sinalizao provisria durante o seu perodo de construo de pontes sobre rios navegveis. Ser direcionado para um estudo de caso sobre a sinalizao da ponte sobre o Rio Grande, divisa do estado de Minas Gerais e So Paulo, no Brasil. 1 INTRODUO A elaborao da sinalizao de uma ponte tem como objetivo garantir uma navegao segura e econmica dentro dos padres estabelecidos e exigidos pelos rgos competentes e constituem auxlios navegao com o uso de dispositivos ou sistemas externos embarcao, projetados e utilizados para aumentar a segurana e a eficincia da navegao e/ou do trfego martimo/fluvial. Outro ponto relevante so as caractersticas instantneas de manobras de um comboio fluvial que tm uma relao estreita com as suas condies operacionais (calados, formao de comboio, tipos e distribuio de cargas) e ambientais (ventos, ondas e correnteza). Essas caractersticas podem ser determinantes para avaliar o risco de colises do comboio com pilares de pontes que passam sobre uma hidrovia. [NORMAM 17/DHN-MB, 2008] Os sistemas de sinalizao foram dimensionados com a finalidade de auxiliar a navegao das embarcaes nas proximidades da ponte, e conforme cumprimento s determinaes provenientes da Diretoria de Hidrografia e Navegao - DHN da Marinha do Brasil - MB, disposto em sua publicao no Aviso aos Navegantes da Hidrovia Tiet-Paran do primeiro trimestre de 2013. Podem ser destacados dois pontos:

a) Velocidade de aproximao: comboio com formao tipo Tiet ou Tiet Duplo;

b) O cruzamento de ponte uma operao que deve ser realizada a baixas velocidades, por este motivo o comboio vazio tem para limite valor de 2,00 m/s. O estudo foi feito em conformidade com o que preconiza a NORMAM-17/DHN no que tange ao estabelecimento de auxlios navegao. Para isto, foram utilizados os levantamentos batimtricos e medies de velocidade das correntes no eixo da futura ponte realizadas pela empresa Internave Engenharia, que objetivava o atendimento a NORMAM 11 da DPC, e foram executados de modo a atender a categoria A que cobria uma rea de 250,00 metros a montante e a jusante do futuro eixo da ponte.

2 SINALIZAO NUTICA

A finalidade da sinalizao nutica compor um conjunto de sistemas e recursos visuais, sonoros, radioeltricos, eletrnicos ou combinados, destinados a proporcionar aos navegantes informaes suficientes para dirigir o movimento do seu navio, ou embarcao, com segurana e economia. Dentre as funes principais destes recursos esto: possibilitar a determinao da posio de uma embarcao; alertar sobre a existncia e a posio de perigos navegao; orientar os movimentos de uma embarcao; demarcar os limites dos canais de navegao. Algumas contribuies da sinalizao nutica na navegao so para evitar a perda de embarcaes, vidas humanas e mercadorias; proteo ao meio ambiente (auxiliando a evitar desastres ecolgicos); economia de tempo e combustvel (uma criteriosa rede de sinalizao nutica permitir ao navegante o traado seguro de rotas mais curtas entre o ponto de partida e o seu destino). A sinalizao de pontes um conjunto de normas suplementares ao Sistema de Balizamento Martimo Regio B da IALA [International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities], destinado a garantir a segurana de pontes e de embarcaes que por sob elas trafeguem, em razo da possibilidade de ocorrncia de coliso com os seus pilares ou pela limitao da altura do seu vo livre e/ou das profundidades existentes sob as mesmas. [NORMAM 17/DHN-MB, 2008] Tambm indicado o ponto de passagem mais apropriado sob a ponte, sendo denominado de "melhor ponto de passagem" que em alguns casos, considera os seguintes fatores: o retngulo de navegao e o canal de navegao sob o vo de interesse; profundidade sob a ponte, particularmente onde esta no for uniforme; proteo dos pilares da ponte e outras obstrues; e a necessidade de trfego em mo nica ou em mo dupla. H somente um canal navegvel sob esta ponte e o retngulo de navegao que o contempla de 90,00x 15,00 m. A nomenclatura de Retngulo de Navegao (ver Figura 1) indica os espaos livres existentes sob a ponte, resultantes da conjugao do vo livre horizontal e do vo livre vertical. O vo livre horizontal o espao horizontal sem obstruo fsica navegao, na menor lmina dgua prevista para o local. J o vo livre vertical o espao vertical, dentro do vo livre horizontal, sem obstruo fsica navegao, entre a parte inferior da estrutura da ponte e a maior lmina dgua prevista para o local. Ambos podem ser restringidos por outros fatores, como o calado das embarcaes que por ele trafegam, a batimetria do local ou o estabelecimento de uma distncia de segurana em relao aos pilares ou estruturas de proteo da ponte, como o caso. Este vo foi dimensionado em sua extenso para que no houvesse desmembramento de comboios, o que recomendado quando o vo reduzido e conforme descrito nas Normas e Procedimentos da Capitania Fluvial do Tiet-Paran.

Figura 1 - Retngulo de Navegao de 90,00x15,00m

2.1 Sinalizao para a ponte

Neste estudo de caso, em sua maioria foram utilizados recursos visuais de auxlio navegao, tanto em condies diurnas como tambm noturnas.

2.1.1 Sinalizao diurna

Para sinalizao diurna, foram adotados sinais nos pilares da ponte correspondentes largura do vo navegvel sob a ponte:

- a boreste: um painel exibindo um tringulo equiltero encarnado slido, com um vrtice para cima;

- a bombordo: um painel exibindo um quadrado verde slido; - o melhor ponto de passagem: foi indicado por um painel circular com faixas

verticais brancas e encarnadas, com o indicativo de guas Seguras, fixado no vo entre os pilares P3 e P4;

- os vos no navegveis forma simbolizados pela placa de trfego proibido. As placas de visibilidade constituem um recurso visual com forma, dimenso e cores definidas e so instaladas nos sinais fixos, a fim de aumentar a sua conspicuidade, melhorando sua visualizao pelo navegante. A Figura 2 representa os tipos de placas de visibilidade e simbologia utilizada neste estudo de caso e locados na ponte.

Figura 2 Placas e simbologias: (a) Placa para o pilar margem direita do vo navegvel; (b) Placa para o pilar margem esquerda do vo navegvel; (c) Placa de guas Seguras centro do vo navegvel; (d) Placa de Trfego Proibido para os vos no navegveis; Para garantir um contraste positivo dos painis coloridos acima visualizados, todas as placas possuem um fundo branco e foram aplicados materiais retrorreflexivos de cores apropriadas, para serem utilizados de modo que facilite o reconhecimento noturno dos painis de sinalizao. O seu dimensionamento foi feito de modo a permitir seu avistamento e respectivamente so de 3,00x3,00m (Placas de bombordo - margem

esquerda, e de boroeste margem direita) e de 4,50x3,00m (Placas de guas Seguras e de Trfego Proibido). 2.1.2 Sinalizao noturna

No Brasil, o coeficiente de transparncia atmosfrica (T) adotado para a notao do alcance luminoso de um sinal em documentos nuticos igual a 0,85, assim para a sinalizao noturna, foram adotadas para ambos os lados sinais luminosos: Luz rtmica branca indicativa de Sinal de guas Seguras, fixada no centro do vo entre os pilares, no melhor ponto de passagem. As emisses luminosas so repetidas com frequncia igual ou superior a 50 (cinqenta) vezes e inferior a 80 (oitenta) vezes por minuto, conforme representada pela Figura 3.

Figura 3 Lanterna de luz rtmica branca

Luzes fixas do tipo branca, encarnada e verde, 155mm, fixadas na face superior dos pilares. Elas se apresentam ao navegante contnua e uniforme, com uma cor constante e podem ser representadas graficamente pela Figura 4.

Figura 4 Luzes fixas utilizadas nos pilares: (a) LFB - Luz fixa branca; (b) LFE - Luz fixa encarnada: (c) LFV - Luz fixa verde

Para garantir visibilidade, as luzes elegidas tero um alcance luminoso mnimo de 2MN (Milhas Nuticas) e sero instaladas em todos os setores e direes de importncia para o navegante, em local que no possa ser obstruda por partes da estrutura da ponte. [NORMAM 17/DHN-MB, 2008]. voltado para estabelecimento em guas restritas e em hidrovias interiores, que o caso da ponte sobre o Rio Grande. Quando se tratar de pilares de sustentao sobre a gua, os vos livres no navegveis no exibiro quaisquer painis e somente as luzes fixas brancas, conforme prev o artigo 15 inciso 2. [NORMAM-17/DHN-MB, 2008]. Na ponte sobre o Rio Grande foram utilizadas 10 luzes do tipo fixa branca.

2.1.3 Sinalizao na proteo dos pilares

Na seo 2, item 0317 [NORMAM-17/DHN-MB, 2008], trata da sinalizao de cais, peres, molhes, enrocamentos, marinas, terminais, dolfins e trapiches, e neste caso, proteo dos pilares de ponte, foi implantada como uma sinalizao uma pintura zebrada em todas as arestas das protees dos pilares (ver Figura 5) e lanternas de 155 mm brancas, que por se tratarem de luzes fixas no interfeririam na visibilidade dos navegantes, de modo a mostrarem todas as extenses das protees dos pilares. Ao todo foram utilizadas 12 luzes do tipo fixa branca nas protees dos pilares.

Figura 5 (a) Panorama da proteo dos pilares e (b) Detalhamento da sinalizao

2.2 Sinalizao externa ponte

O Sistema de Balizamento adotado no Brasil montante e jusante de uma ponte composto por cinco (5) categorias bsicas de sinais nuticos, divididos entre fixos e flutuantes. [NORMAM 17/DHN-MB, 2008]:

a) Sinais Laterais empregados para definir as margens de um canal ou uma via navegvel recomendada, segundo a direo convencional do balizamento;

b) Sinais Cardinais - empregados para indicar ao navegante o quadrante da rosa-dos-ventos que possui guas seguras norte (N), leste (E), sul (S) ou oeste (W) , limitados pelas marcaes verdadeiras NW e NE, NE e SE, SE e SW, e SW e NW;

c) Sinais de Perigo Isolado - empregados nas proximidades ou sobre um perigo considerado isolado, que tenha guas navegveis em toda a sua volta;

d) Sinais de guas Seguras - empregados para indicar a existncia de guas navegveis em todo o seu entorno, o meio de um canal, um ponto de aterragem ou um ponto de espera;

e) Sinais Especiais - empregados para assinalar uma rea ou configurao especial, mencionada em documentos nuticos apropriados, como, por exemplo: sinais para reas de dragagem e despejo; sinais de delimitao de reas para exerccios militares; sinais indicadores de cabo ou tubulao submarina; sinais para delimitao de extremidade de construes sobre guas (sinalizao provisria). Estas cinco categorias bsicas e suas subdivises podem ser empregadas em conjunto ou isoladamente, de acordo com as peculiaridades geogrficas e hidrogrficas da rea que se pretende sinalizar, indicando para o navegante os limites laterais de um canal navegvel, perigos naturais e outras obstrues.

2.2.1 Sinalizao fixa

Dentre os sinais fixos, foram adotadas as placas de sinalizao, pois possuem forma, dimenso e cores definidas, e podem ser complementadas por simbologia grfica para sinalizao nutica de rios ou construes sobre vias navegveis. Geralmente so confeccionadas com material retro reflexivos, a fim de melhorar sua visualizao pelo navegante. [NORMAM 17/DHN-MB, 2008] Podem ser:

a) Sinal lateral de bombordo, para ser locado esquerda do navegante; possui estrutura na cor verde, numerao par na cor branca e luz verde, se luminoso;

b) Sinal lateral de boreste, para ser locado direita do navegante; possui estrutura na cor encarnada; numerao mpar se houver, na cor branca; e luz encarnada, se luminoso;

c) O sinal de perigo isolado, dotado de duas esferas pretas, uma sobre a outra; com uma ou mais faixas horizontais encarnadas; e o sinal luminoso de perigo isolado deve exibir no perodo noturno, luz branca.

As placas de sinalizao utilizadas nesse projeto podem ser observadas na Figura 6 seguinte.

Figura 6 Painis de Sinalizao utilizados no trecho montante e jusante ponte: bombordo PLV: (a) Navegar no meio do rio; (b) Mudar de margem; (c) Reduzir a velocidade; (d) Altura mxima de passagem; boreste PLE: (e) Navegar no meio do rio; (f) Mudar de margem; (g) Reduzir a velocidade; (h) Altura mxima de passagem.

2.2.2 Sinalizao flutuante

Dentre os sinais flutuantes foram utilizadas as bias, pois constituem um corpo flutuante de dimenses, formas e cores definidas, estabelecido em posio geogrfica determinada, fundeadas por meio de equipamento de fundeio especfico, dotado ou no de equipamento luminoso (cegas ou luminosas), sonoro ou radioeltrico e, encimado ou no por marca de tope. [NORMAM-17/DHN-MB, 2008] As bias possuem a finalidade de: indicar ao navegante o rumo a ser seguido; indicar os limites de um canal navegvel, seu incio e fim, ou a bifurcao de canais; alertar o navegante quanto existncia de um perigo navegao; indicar a existncia de guas seguras; indicar a existncia e rota de cabos ou tubulaes submarinas, delimitar reas especiais (tais como reas de despejo de dragagem ou reas de exerccios militares), indicar zonas de separao de trfego ou outra caracterstica especial de uma determinada rea, entre outros. A seguir, representao grfica adotada para as bias conforme Figura 7.

Figura 7 Bias de Sinalizao utilizadas no trecho montante e jusante ponte: (a) Bia luminosa encarnada; (b) Bia Cega encarnada; (c) Bia cega encarnada com biruta; (d) Bia luminosa verde; (e) Bia cega verde; (f) Bia cega verde com biruta; (g) Bia Perigo Isolado.

3 DIMENSIONAMENTOS

3.1 Caractersticas do Comboio-tipo

Com relao ao comboio-tipo, deve-se desenvolver uma velocidade mxima de cruzamento (0,80 m/s), quando estiver em condies de passagem sob a ponte. As consideraes aps estudos realizados pelo Ministrio dos Transportes, o comboio possui caractersticas que podem ser observadas na Figura 8 e no Quadro 1.

Figura 8 - Esquema do Comboio - Tipo Triplo Tiet

Quadro 1. Principais caractersticas do comboio-tipo em estudo Caractersticas do Comboio Valores

Comprimento Lt (m) 200,50 Boca Bt (m) 33,00 Deslocamento Mximo DWt (tf) 18.245,00

Velocidade mxima em reservatrios Vm (m/s) 3,89

3.2 Distncia de locao da sinalizao nutica s margens do Rio Grande

Para os balizamentos fixos e flutuantes dispostos s margens do Rio Grande, foi adotada a distncia mxima de 750,00 metros da ponte, tanto montante quanto jusante, a fim de garantir que as embarcaes que trafegam na rea de extenso de sinalizao conseguissem imprimir uma desacelerao tal que pudesse cruzar sob ponte com uma autopropulso quase nula, ou cerca de 0,05m/s, j que a velocidade da corrente do rio de 0,75m/s, garantindo que a mesma alcanasse uma velocidade de aproximadamente 0,80m/s ao passar sob a ponte. Para se chegar a distncia mxima de 750,00 m, melhor posicionar as placas de sinalizao e se determinar a razo de frenagem a ser adotada pela embarcao a devida reduo de velocidade, utilizou-se os critrios fsicos correlatos desacelerao por meio da Equao (1), tambm conhecida como Equao de Torricelli:

v2 = v02 + 2.asc.s (1)

Foram considerados os valores de medies de velocidade fornecidos pela empresa Internave Engenharia, onde foram escolhidas 09 verticais igualmente espaadas 24,00 m umas das outras nas quais foram medidas as velocidades na vertical em vrias alturas, assim como estabelece a NORMAM 11. [DPC-MB, 2003] e conforme o Quadro 2:

Quadro 2 - Velocidades mdias e mximas nas verticais (Internave Engenharia) Vertical Velocidade Mdia (m/s) Velocidade Mxima (m/s)

V01 0.17 0.26 V02 0.43 0.62 V03 0.50 0.72 V04 0.44 0.69 V05 0.56 0.75 V06 0.47 0.63 V07 0.42 0.52 V08 0.41 0.52 V09 0.30 0.39

O parmetro de velocidade considerado nos clculos foi o V05, valor listado na vertical da seo do rio, no vo navegvel com 0,75m/s. Para isso foi considerado o posicionamento da placa de reduo de velocidade distncia de 600,00 metros, tanto montante quanto jusante, ambos considerando uma faixa de segurana de reao de 100,00 metros o que resultou na seguinte expresso, para o sentido da corrente: (0,80)2 = (3,89 + 0,75)2 + 2.a.600

v = 0,80 m/s Velocidade final de passagem sob a ponte v0 = (3,89 + 0,75)m/s Velocidade mxima do comboio-tipo mais

a componente de velocidade do rio s = 600m Variao do espao asc = ? Razo de desacelerao ou de frenagem

no sentido da corrente Com isso, a razo de desacelerao obtida no sentido da corrente foi de: asc = -0,017 m/s2

J a expresso, no sentido contrrio da corrente, foi de: (0,80)2 = (3,89 - 0,75)2 + 2.acc.600 v = 0,80 m/s Velocidade final de passagem sob a ponte v0 = (3,89 - 0,75)m/s Velocidade mxima do comboio-tipo mais

a componente de velocidade do rio s = 600m Variao do espao acc = ? Razo de desacelerao ou de frenagem

no sentido contrrio da corrente Ento, a razo de desacelerao obtida contra o sentido da corrente foi de: acc = -0,008 m/s2

Todos os sinais flutuantes foram posicionados de modo a garantir que os mesmos no se chocassem em perodos de Nvel D'gua (NA) mnimo e de Nvel D'gua (NA) mximo, e tambm para que os mesmo contemplassem no mnimo a largura estabelecida pelo canal navegvel. As distncias dos sinais fixos e flutuantes com relao ao eixo da ponte tanto montante como jusante podem ser observadas no Quadro 3.

Quadro 3 Posicionamentos dos sinais fixos e flutuantes ao eixo da ponte.

3.3 Dimensionamento das placas de sinalizao Para dimensionar os painis e seus smbolos de modo a permitir ao navegante identific-los plenamente a uma distncia suficiente para empreender a ao neles indicada, considerou-se a relao das distncias de avistamento dos diversos smbolos (setas/letras) estabelecidas pela NORMAN-17/DHN, conforme o Quadro 4. Quadro 4 - Relao entre as distncias de avistamento dos diversos smbolos

De acordo com o Quadro 4, as dimenses das placas de bombordo e boreste so 3,00x 3,00 m e as placas de guas seguras e de trfego proibido so de 4,50x 3,00 m. J para um reconhecimento das placas de margem, as dimenses so de 4,50x4,50 metros, tanto as placas de bombordo, quanto boreste, conforme Figura 9.

Figura 9 Dimenses das placas de sinalizao fixas

4 QUANTITATIVOS OBTIDOS

O tipo e a quantidade de sinais adotados podem ser observados no Quadro 5: Quadro 5 Quadro de sinalizao: quantitativos de sinalizao fixa e flutuante

DESCRIO QTD FLUTUANTE CEGO

BCE(BIR) Bias cegas encarnadas sem e com biruta 4 BCV(BIR) Bias cegas verdes sem e com biruta 4

BCPI - Bias cegas de Perigo Isolado 1 FLUTUANTE BLE - Bias luminosas encarnadas 2 LUMINOSO BLV - Bias luminosas verdes 2 FIXO NAS PLV Placas bombordo 8 MARGENS PLE Placas boreste 8 PONTE SOBRE LFB Lanterna de 155mm BRANCA 22 O RIO GRANDE LFE - Lanterna de 155mm ENCARNADA 2 LFV - Lanterna de 155mm VERDE 2

LRC - Lanterna "LUZ RPIDA CONTNUA" 2 PLVP - Placas bombordo 2 PLEP - Placas boreste 2 PLAS - Placas guas Seguras 2 PLTP Placas Trfego Proibido 4

5 CONCLUSES A sinalizao nutica independente de permanente ou provisria representa segurana adicional a quem trafega na via de navegao sob uma ponte. Quando se analisa todo o risco e possveis acidentes que podem decorrer da falta de sinalizao apropriada e adequada s margens e proximidades de pontes, percebe-se o quo importante o seu correto dimensionamento, desde a verificao do comboio-tipo que trafega sob a ponte at as velocidades mnimas que devem chegar, sendo necessrio para isto a visualizao com antecedncia da sinalizao s margens do rio e na prpria ponte. Torna-se imprescindvel ento, a utilizao de normas, tanto para quem executa a obra quanto para quem trafega sob a via de navegao, pois a existncia de auxlios navegao em determinada rea no exime o navegante da obrigao de dispor de cartas e publicaes nuticas atualizadas para consulta, principalmente devido ao fato dos sinais nuticos flutuantes estarem sujeitos afastamentos de suas posies de projeto, principalmente pela intensa ao de inmeros fatores como por exemplo a intensidade de correntes, de modo que o navegante deve sempre ter sua posio determinada por outros meios e utilizar as informaes prestadas pelos sinais flutuantes somente como um auxlio, assim como ter a devida prudncia e bom senso. 6 REFERNCIAS Marinha do Brasil, Diretoria de Hidrografia e Navegao. 2008. Normas da Autoridade

Martima para auxlios Navegao Normam-17/DHN. Marinha do Brasil, Diretoria de Portos e Costas. 2003. Normas da Autoridade Martima para

Obras, Dragagens, Pesquisa e Lavra de Minerais sob, sobre s margens das guas Jurisdicionais Brasileiras Normam-11/DPC.

Marinha do Brasil, Diretoria de Hidrografia e Navegao. 1 Trimestre de 2013. Aviso aos Navegantes da Hidrovia Tiet-Paran.

CESP. 1995. Hidrovia Tiet-Paran: embarcaes-tipo, caractersticas e dimenses., So Paulo, 1995.