Lean no sistema de gestão de conservação e manutenção de auto-estradas

Dissertação para obtenção do Grau Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção

Optimização de sistemas de tratamento de águas de escorrência de estradas

A deterioração da qualidade do meio hídrico e a afectação de ecossistemas pela influência de estradas deve-se ao transporte da poluição acumulada no pavimento pelas águas pluviais,designando-se como águas de escorrência de estradas. Entre os poluentes mais comuns e preocupantes encontram-se os metais pesados (zinco, cobre, chumbo, cádmio, crómio),hidrocarbonetos, partículas (sólidos suspensos totais), óleos e gorduras. Onde não é possível evitar a descarga das águas de escorrência e tratando-se de zonas sensíveis (como recursos hídricos que não garantam a diluição dos poluentes rodoviários, estuários, captações públicas ou privadas de água superficial e subterrânea, canais e valas de distribuição de água para rega, campos agrícolas e infraestruturas hidráulicas), devem estabelecer-se sistemas de tratamento, promovendo a diminuição da poluição para níveis aceitáveis antes da descarga. Deste modo, mostra-se pertinente a análise de sistemas de tratamento de águas de escorrência de estradas, incluindo a determinação de critérios para o efeito e a sua optimização. A presente dissertação tem por objectivo contribuir para o avanço de conhecimentos no domínio dos sistemas de tratamento de águas de escorrência de estradas, nomeadamente a avaliação em função de vários critérios, incluindo a monitorização, visando o contributo para proposta de regionalização da solução mais eficiente/sustentável para sistemas de tratamento de águas de escorrência de estradas, numa perceção holística e, com a focalização na avaliação de impactes ambientais, na proteção dos recursos hídricos e na correta gestão das atividades inerentes ao projecto, construção, exploração, manutenção e monitorização dos sistemas de tratamento. A análise de resultados incidiu essencialmente sobre as melhores estratégias de gestão (a nível nacional e internacional). Procedeu-se à comparação das condições hidrológicas e região, do caudal a tratar, do tráfego médio diário das vias rodoviárias em estudo, da eficiência de remoção dos poluentes face aos sistemas de tratamento implantados e custos associados (investimento e manutenção).

Estudo da distribuição das espécies invasoras Hydrangea macrophylla e Agapanthus praecox nas estradas, levadas e veredas no Parque Natural da Madeira, com vista ao seu controlo

A elaboração desta Dissertação tem como fator relevante a presença de duas espécies exóticas, com caráter invasor, dentro do limite do Parque Natural da Madeira, área protegida que inclui o Património da Humanidade (UNESCO), a Floresta Laurissilva. Foram efetuados levantamentos de campo para o estudo da distribuição de Agapanthus praecox e Hydrangea macrophylla, espécies exóticas invasoras, ao longo de diferentes percursos e determinação dos parâmetros do meio propiciadores à sua dispersão e expansão. Estes levantamentos foram efetuados nos três concelhos em que a presença da Floresta Laurissilva é mais significativa (Porto Moniz, São Vicente e Santana), estando todos eles localizados no Norte da ilha da Madeira. A presença destas espécies em zonas protegidas pode ter impactes extremamente negativos, podendo colocar em risco a sobrevivência das espécies nativas, algumas delas extremamente raras. Desta forma, os levantamentos foram efetuados em estradas, veredas e levadas, de modo a determinar a localização dos núcleos destas invasoras e posteriormente elaborar mapas que permitam, num Sistema de Informação Geográfica, explicar a distribuição, em conjunto com parâmetros ambientais. Estas espécies deverão ter sido introduzidas intencionalmente, dada a localização dos núcleos estar frequentemente próxima de habitações ou de locais com forte influência humana, com atividades como a agricultura e o pastoreio. Este estudo revela uma presença mais significativa da espécie Agapanthus praecox, em relação à espécie Hydrangea macrohylla, notando-se que as zonas consideradas como reservas naturais ou áreas protegidas não se encontram tão afetadas. Foi estudada a relação entre a radiação, altitude, declive, precipitação média anual e temperatura e a distribuição das espécies invasoras em estudo, mas não foi detetado nenhum padrão, pelo que os resultados se revelaram inconclusivos. No entanto, estes dados ambientais não possuíam uma resolução tão fina com a dos dados de campo, pelo que no futuro será de explorar estas relações mas com dados ambientais a uma maior escala. O plano de gestão apresentado para o controlo das espécies invasoras poderá servir de guia para que as ações a desenvolver sejam atempadas, de modo a evitar atuar apenas quando a situação já se encontra descontrolada.

Avaliação do impacto na circulação e risco de acidente em estradas em obras

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Modelo para a determinação do espaçamento entre desaguadouros em estradas não pavimentadas

As estradas não pavimentadas são de fundamental importância para o desenvolvimento social e econômico do Brasil, sendo a erosão provocada pela água no leito e nas margens destas estradas um dos principais fatores para sua degradação. Neste artigo, apresenta-se um novo modelo para a determinação do espaçamento entre desaguadouros em estradas não pavimentadas e, conseqüentemente, para a redução dos problemas associados à erosão hídrica. Utilizando o modelo de ondas cinemáticas, determina-se o hidrograma de escoamento superficial no canal de drenagem da estrada e, a partir deste, é calculada a tensão provocada pelo escoamento. Sempre que a tensão cisalhante causada pelo escoamento supera a tensão crítica para cisalhamento do solo ocorre o seu desprendimento. A diferença entre essas tensões cisalhantes é multiplicada pela erodibilidade do solo e pela área em que ocorre a aplicação da tensão cisalhante para estimar a perda de solo provocada pelo escoamento. O espaçamento máximo entre desaguadouros é obtido, comparando-se a perda de solo provocada pelo escoamento com a perda de solo tolerável. O comprimento máximo do canal é aquele para o qual a perda tolerável é atingida. O modelo permite determinar o espaçamento entre desaguadouros considerando as características das áreas que contribuem para o escoamento e a resistência do solo. As simulações realizadas mostraram que o modelo é sensível às alterações na erodibilidade e na tensão crítica de cisalhamento do solo, bem como à declividade do canal, permitindo ainda que, por meio da alteração no aprofundamento tolerável para o canal, os espaçamentos possam ser ampliados ou reduzidos.

Classificação e custos de estradas em florestas plantadas na região sudeste do Brasil

A classificação de estradas florestais é essencial, pois permite o diálogo sem problemas de terminologia, dando subsídios ao planejamento que visa a implantação, conservação e avaliação das estradas existentes. Os objetivos deste trabalho foram elaborar uma classificação de estradas florestais, estimar seus respectivos custos de construção e aplicar esta classificação em uma empresa florestal brasileira. Através da combinação de índices de qualidade foram obtidos, de forma hierarquizada, 20 diferentes classes de estradas com a respectiva velocidade operacional do veículo de transporte e 120 diferentes tipos de estradas com seus respectivos custos de construção. Na região onde se realizou esta pesquisa, observaram-se três categorias de estradas: principais, secundárias e terciárias, cuja estimativa de custos de construção foi R$ 9.050,00, R$ 4.050,00 e R$ 2.937,00/km, respectivamente.

Comparação de taxas de erosão em estradas florestais estimadas pelo modelo WEPP (Water Erosion Prediction Project) modificado em relção a medições experimentais

O objetivo do trabalho foi testar o modelo WEPP (Water Erosion Prediction Project), através de comparações entre volume de enxurrada e perda de solo observados experimentalmente, provenientes dos segmentos de estradas florestais submetidas à chuva natural com inclinações de 1 e 7% e comprimentos de rampa de 20 e 40 m, e aqueles preditos pelo aplicativo, visando o desenvolvimento de um modelo brasileiro de predição de erosão em estradas florestais. Na determinação da quantidade do material erodido foram instalados tambores coletores, com capacidade de 209,25 litros, localizados na parte inferior das estradas, onde foram inseridas tubulações de PVC de 2 polegadas para coleta dos sedimentos provenientes da estrada propriamente dita. Nos tambores coletores foram feitos orifícios nivelados e perfeitamente iguais, posicionados a 0,65 m do fundo do primeiro e a 0,60 m do fundo do segundo, que funcionaram como um divisor Geib. Nas parcelas de 20 e 40 m de comprimento foram feitos cinco e sete orifícios, respectivamente, no primeiro e segundo tambores. O terceiro tambor foi utilizado para coletar o excedente da enxurrada proveniente do segundo tambor. Os tambores foram ligados em série, através de cano PVC de 2 polegadas. Os dados de volume e intensidade de precipitação diária foram obtidos com a instalação de pluviômetro e pluviógrafo no local. O período de coleta de dados foi de um ano, concentrando-se na época das chuvas. Posteriormente, os arquivos de clima, precipitação, solo, inclinação e comprimento do segmento foram introduzidos e adaptados ao modelo de predição de erosão WEPP com o propósito de testá-lo, visando a confecção de um modelo apropriado às condições brasileiras.

Volume de enxurrada e perda de solo em estradas florestais em condições de chuva natural

Foram determinados o volume total de água escoada e a perda de solo através da produção de sedimentos provenientes de segmentos de estradas florestais em condições de chuva natural, com diferentes valores de precipitações. As inclinações dos segmentos de 1 e 7% foram analisadas, enquanto os comprimentos variaram de 20 e 40 m, com 4 m de largura. Os segmentos de estrada foram delimitados com tábuas de 0,30 m de largura, envolvidas em lona plástica, para sua impermeabilização. Os dados de volume e intensidade de precipitação diária foram obtidos com a instalação de pluviômetro e pluviógrafo no local. O período de coleta de dados foi de um ano, concentrando-se na época das chuvas. O volume de enxurrada foi mais afetado pelo comprimento do segmento, ao passo que a massa de solo sofreu maior influência da declividade. A massa de solo erosinado cresceu exponencialmente em função do incremento do volume de enxurrada.

Influência do tratamento térmico do resíduo sólido industrial (Grits) na resistência mecânica de um latossolo para pavimentos de estradas florestais

Em estudos que envolvem o tratamento de solos com aditivos químicos com fins rodoviários, merecem especial importância aquelas pesquisas orientadas no sentido de descobrir novos meios de torná-los mais econômicos e, ao mesmo tempo, mais resistentes. No presente trabalho, o resíduo sólido industrial Grits, oriundo do processo de fabricação de papel e celulose, foi aplicado a um latossolo denominado ETA, característico da microrregião de Viçosa, Minas Gerais, Brasil, com o intuito de melhorar suas características mecânicas para sua aplicação em pavimentos de estradas florestais. O Grits, após receber tratamento térmico a 200, 300, 400, 500 e 600 ºC, em mufla, foi misturado no teor de 10%, em peso, ao solo anteriormente citado. Parâmetros geotécnicos, característicos dos ensaios de compactação e resistência à compressão simples, foram utilizados para avaliar o efeito do tratamento térmico nas misturas solo+10% Grits. Os resultados indicaram que o Grits tem potencial para estabilização de solos de pavimentos de estradas florestais, sendo o melhor resultado alcançado para o Grits tratado a 600 ºC, pois houve ganhos de resistência mecânica.

Uso de parcelas de areia para o monitoramento de impacto de estradas sobre a riqueza de espécies de mamíferos

O monitoramento de fauna é um procedimento essencial na determinação da eficiência de uma unidade de conservação. Os objetivos deste artigo foram avaliar o uso de parcelas de areia para registro de pegadas de mamíferos, para estimar a riqueza de espécies que utilizam habitats cortados por estradas, e analisar a aplicabilidade do método em um programa de monitoramento. Os levantamentos foram conduzidos no Parque Estadual do Rio Doce-MG, através do uso de duas grades de amostragem compostas por três transectos paralelos, a diferentes distâncias da estrada (12, 82 e 152 m), monitorados durante os meses de março a novembro de 2000. As estimativas de riqueza de espécie foram obtidas pelo programa EstimateS, e o programa MONITOR foi utilizado para calcular o poder da análise para estimar uma probabilidade de detecção (p=0,90) de um declínio (5%) do número de espécies às margens da estrada. As estimativas de riqueza de espécies para os transectos variaram entre 5,99 (DP 0,99) e 15,07 (DP 1,75). Os resultados indicam que um programa de monitoramento precisaria de três levantamentos por ano, durante quatro anos consecutivos, utilizando o mesmo protocolo de amostragem para detectar um declínio (5%) no número de espécies que utilizam a estrada, com probabilidade de 0,90. O uso de parcelas de areia é um método de fácil aplicação, que se mostrou adequado para estimar a riqueza de espécies de mamíferos, podendo contribuir com informações e previsões para o manejo e a conservação destas espécies.

Estabilização química do subleito de estradas: influência do tempo decorrido entre a mistura e a compactação na resistência mecânica de misturas solo-RBI Grade 81

Este artigo aborda o estudo da influência do tempo decorrido entre mistura e compactação na resistência mecânica de três solos da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, Brasil, quando estabilizados com 4% de RBI Grade 81, em relação ao peso de solo seco. Um solo residual maduro (solo 1) e dois solos residuais jovens (solos 2 e 3) de gnáisse foram utilizados no presente estudo. O programa de ensaios de laboratório englobou: (i) tempos decorridos entre mistura e compactação: 0, 4, 8 e 24 horas; (ii) energia de compactação: Proctor Modificado; (iii) período de cura das misturas: 7 dias; e (iv) determinação da resistência mecânica: média de três determinações da resistência à compressão não-confinada. Os resultados desta pesquisa indicam que: (i) o tempo decorrido entre mistura e compactação dos corpos-de-prova influenciou significativamente o parâmetro resistência à compressão não confinada das misturas; (ii) 4 horas foi o tempo ótimo entre mistura e compactação para as misturas dos solos 1 e 2 com RBI Grade 81; e (iii) no solo 3, foi observado um melhor resultado para a compactação imediatamente após a mistura.

Estudo da durabilidade de misturas solo-RBI grade 81 com vistas à aplicação em estradas florestais e camadas de pavimentos convencionais

O presente artigo foi dirigido à caracterização, para fins rodoviários, do parâmetro durabilidade de três misturas solo-RBI Grade 81, a partir dos resultados dos ensaios de durabilidade por molhagem e secagem. Trabalhou-se com um solo residual maduro (solo 1) e dois solos residuais jovens (solos 2 e 3) de gnaisse da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, Brasil. O programa de ensaios de laboratório envolveu: (i) teor de RBI Grade 81: 6% em relação ao peso de solo seco; (ii) energias de compactação: Proctor Normal, Intermediário e Modificado; e (iii) período de cura: 7 dias em câmara úmida. Os resultados do programa de ensaios apontaram que: (i) apenas as misturas dos solos 1 e 3 compactadas na energia do ensaio Proctor Intermediário e dos solos 2 e 3 compactadas na energia do ensaio Proctor Modificado resistiram a todos os ciclos do ensaio de durabilidade por secagem e molhagem; (ii) as misturas do solo 3 compactadas na energia do ensaio Proctor Modificado apresentaram as menores perdas de massa (inferiores a 13%); e (iii) quanto ao aspecto durabilidade, as misturas solo-RBI Grade 81 exibem bom potencial para emprego como material de construção rodoviária.

Influência do tipo de cura (selada e exposta) e da imersão em água na resistência mecânica de misturas solo-RBI grade 81 com vistas a aplicações em estradas florestais

No presente artigo, analisou-se a influência das condições de cura e da imersão em água na resistência mecânica de misturas de três solos típicos da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, Brasil, estabilizados com o aditivo químico RBI Grade 81, para aplicações em estradas florestais. Trabalhou-se com um solo residual maduro (solo 1) e dois solos residuais jovens (solos 2 e 3) de gnaisse. O programa de ensaios de laboratório englobou: (i) teores de RBI Grade 81: 2, 4 e 6% em relação ao peso de solo seco; (ii) energia de compactação: Proctor Modificado; (iii) parâmetros de resistência mecânica: resistência à compressão não-confinada; (iv) tempo de cura dos corpos-de-prova: 7 dias em câmara climatizada; (v) condições de cura dos corpos-de-prova na câmara climatizada: sem proteção e com proteção de sacos plásticos; (vi) realização dos ensaios de compressão não-confinada: sem imersão e com imersão por 4 h em água. Os resultados obtidos comprovaram que: (i) as condições de cura e a imersão em água dos corpos-de-prova influenciaram significativamente a resistência mecânica das misturas; (ii) a selagem dos corpos-de-prova em sacos plásticos levou a se subestimar a resistência mecânica das misturas no campo; e (iii) a não-imersão em água dos corpos-de-prova levou a superestimar a resistência mecânica das misturas no campo.

Estudos laboratoriais do comportamento de um solo residual arenoso reforçado com fibras de polipropileno, visando à aplicação em estradas florestais

Este trabalho teve como objetivo analisar o comportamento mecânico da mistura de um solo residual jovem de textura predominantemente arenosa reforçado com fibras de polipropileno, com vistas à aplicação em estradas florestais. Como ponto de partida, determinou-se, mediante os resultados de ensaios de compressão não-confinada, realizados em corpos-de-prova compactados na energia do ensaio Proctor Normal, que o quantitativo de 0,75% de fibras com 20 mm de comprimento foi a combinação responsável pelo maior ganho de resistência. Com a mistura solo-fibra composta por essa combinação, foram realizados ensaios triaxiais do tipo CID/Sat em corpos-de-prova compactados na energia anteriormente referida. Através desta pesquisa, foi possível avaliar: (i) a influência da variação da umidade nos parâmetros de resistência mecânica do solo e das misturas solo-fibra e (ii) a influência das fibras nos parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo em estudo. Analisando os resultados, pôde-se concluir que o uso de fibras de polipropileno promoveu um ganho da ordem de 110% na resistência à compressão não-confinada e de 560% na coesão de intercepto do solo estudado.