BRPI1100088A2 - mÉtodo de recomposiÇço da estrutura em um enrolamento, e, dispositivo de iÇamento de bloco de rocha utilizado em tal mÉtodo para posicionar um bloco de rocha - Google Patents

Abstract

<UM>MÉTODO DE RECOMPOSIÇçO DA ESTRUTURA DE UM ENROCAMENTO, E, DISPOSITIVO DE IÇAMENTO DE BLOCO DE ROCHA UTILIZADO EM TAL MÉTODO PARA POSICIONAR UM BLOCO DE ROCHA.<MV> A presente invenção refere-se a um método destinado à recomposição da estrutura de um enrocamento, que faz parte de uma área de abrigo destinada à manobras de embarcações que acracarrt ou desatracam em portos, piers e cais marítimos, utilizando o sistema eletrônico de posicionamento por satélite (DGPS), de modo a garantir a precisão dos lançamentos de blocos de rocba, doravante denominados pedras, através de um dispositivo de içamento (1) das mesmas.

Description

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MÉTODO DE RECOMPOSIÇÃO DA ESTRUTURA DE UM ENROCAMENTO, E, DISPOSITIVO DE IÇAMENTO DE BLOCO DE ROCHA UTILIZADO EM TAL MÉTODO PARA POSICIONAR UM BLOCO DE ROCHA

A presente invenção refere-se a um método destinado à recomposição da estrutura de um enrocamento, que faz parte de uma área de abrigo destinada a manobra de embarcações que atracam ou desatracam em portos, piers e cais marítimos, utilizando o sistema eletrônico de posicionamento por satélite (DGPS), de modo a garantir a precisão dos lançamentos de blocos de. rocha, doravante denominados pedras, e um dispositivo de içamento utilizado em tal método para posicionar um pedra.

O dito dispositivo de içamento está associado a um guindaste ou meio motriz similar de constituição mecânica que o sustém, de onde um operador realiza os comandos que são capazes de içar uma pedra e depositá-la em uma posição exata pré-determinada pelo sistema eletrônico de posicionamento por satélite.

Adicionalmente, o referido dispositivo de içamento permite diminuir a carga suportada pelo guindaste, proporcionando a operação do guindaste em raios de giro maiores com economia no seu dimensionamento, associado ao citado método, o que reduz o tempo de execução da obra e a perda de material pétreo, obtendo assim uma redução considerável dos custos operacionais.

Ainda de acordo com a presente invenção, o operador do guindaste conseguirá depositar na posição exata uma pedra em uma área submersa, mesmo não sendo possível visualizar a referida posição da terra. ^ ^ Pra, 2/10

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ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Enrocaraento é um maciço composto por pedras

compactadas em camadas, utilizado na construção de barragens de gravidade, quebra-mares, molhes, proteção de taludes, etc., cuja característica é a resistência à erosão e a capacidade para dissipar a força da vaga.

0 diâmetro das pedras que compõem um enrocamento é definido no projeto, em função da utilização e da inclinação do talude, sendo que as pedras são agrupadas em molhes, devendo guardar a geometria do projeto, e precisam também manter espaços vazios entre si, que vão contribuir para cumprir a função de absorver e dissipar a energia resultante do embate das ondas.

As pedras que são depositadas na parte imersa precedem as que são posicionadas na parte emersa, de modo que as pedras imersas são os apoios das pedras emersas.

Os métodos de construção e recomposição de enrocamentos conhecidos do estado da ■ técnica utilizam guindastes equipados com pinças ou garras, que pesam cerca de 10 toneladas, para lançamento das pedras no talude de enrocamento.

Parte da construção ou recomposição do talude se concentra na região submersa, e, portanto, não é visível ao operador do guindaste.

Para superar essa condição de visibilidade, os locais de reposição das pedras são balizados mediante a intervenção de equipe de mergulhadores, cuja atuação eficiente depende de condições favoráveis do mar, gerando um grau de dificuldade bastante grande, exigindo mão de obra especializada, demandando tempo e onerando o custo da operação.

Em função do peso da pinça atingir 10 toneladas,

adicionado ao peso de uma pedra, de cerca de 12 a 15 toneladas, tem-se uma carga total de cerca de 27 toneladas.

Ademais, devido ao fato da distância máxima do local onde a pedra será depositada ser da ordem de 25m a 30m do centro de giro do guindaste, é exigido um guindaste de grande capacidade, e, conseqüentemente, de grandes dimensões.

Como muitos dos enrocamentos a serem recompostos não possuem locais adequados para receber máquinas desta envergadura, isso vai exigir a abertura de "j anelas" na crista do enrocamento para posicionar o guindaste, e, após o lançamento das pedras, recompor a janela aberta.

Esta operação exige extrema cautela e agilidade, pois, existe o risco de mudanças climáticas repentinas que poderá expor o núcleo da estrutura e causar danos graves.

Outra desvantagem das técnicas atuais é a perda das pedras na operação com a pinça ou garra, ou o posicionamento inadequado das mesmas, uma vez que, o operador do guindaste, sem a visibilidade do local de deposição da pedra, poderá depositá-la em posição inadequada ou ainda não apoiada e a pedra rolar taIude abaixo. „jí Fls ?

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Em vista do acima exposto, as perdas de pedras consideradas padrão se situam no percentual de até 20% do volume de enrocamento a ser recomposto.

O documento de patente BR PI0803984-4 refere-se a um processo de contenção em degraus de concreto armado com tela de aço para uso em orlas marítimas fluviais que descreve uma estrutura composta de fundações em concreto ciclópico, laje armada em degraus, reaterro compactado com material de empréstimo, tirantes em concreto armado, blocos dos tirantes, viga contínua e enrocamento de pedra arrumada de diâmetro selecionado, aplicáveis á prevenção de erosões em orlas marítimas ou fluviais ou ainda em restaurações e recuperação de outros tipos de contenção, danificadas pelas agressões de águas correntes, com o propósito de otimizar custos e prazos das obras, como também aumentar a segurança no que se refere a enchentes marítimas ou fluviais, além da facilidade de execução, mesmo em se tratando de orlas bastante danificadas.

O processo descrito no documento acima diverge frontalmente do preconizado pelo método da presente invenção não somente por compreender várias etapas de execução, como também, na etapa da composição do enrocamento, as pedras serem acondicionadas de forma aleatória.

0 documento JP 2009024400 refere-se a um dispositivo

de apoio para trabalhos de lançamento de pedra para um enrocamento e a um dispositivo de apoio para trabalhos de simulação de lançamento de pedra para um enrocamento que permite que o operador determine com exatidão a posição do lançamento de cada pedra, e a quantidade de pedras a ser jogada, uma vez que o operador pode prever uma forma do empilhamento das pedras de um enrocamento, através de uma tela de computador, guiando uma garra que empilha as pedras sobre a tela do computador. Este dispositivo de apoio para trabalhos de lançamento de pedras para um enrocamento é constituído por um sensor que detecta a posição do navio, um sensor que detecta a posição de lançamento da garra, um sensor que detecta o tempo de lançamento da garra, meios que pressupõem a forma do monte de pedras submersas empilhadas de um enrocamento incorporadas em um computador para computar e pressupor a referida forma, após ter empilhado pedras acima, e uma unidade de display para mostrar o enrocamento submerso.

A técnica revelada no documento j aponês acima descrito não foi idealizada para determinar a posição exata de um bloco de rocha em um enrocamento, mas sim para simular a composição de um enrocamento submerso, cujo guindaste que opera a garra está situado em um navio.

É, portanto, uma necessidade do estado da técnica proporcionar um método de recomposição da estrutura de um enrocamento utilizando o sistema eletrônico de posicionamento por satélite (DGPS), de modo a garantir a precisão dos lançamentos das pedras através de um dispositivo de içamento das mesmas.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

0 obj etivo da invenção é proporcionar um método de garantir que as pedras sejam posicionados na posição exata, utilizando o sistema eletrônico de posicionamento por

satélite (DGPS).

Outro objetivo da invenção é obter um dispositivo de

içamento das pedras que permite diminuir a carga suportada pelo guindaste que o sustém, proporcionando a operação do guindaste em raios de giro maiores com economia no seu dimensionamento.

Outro objetivo da invenção é reduzir o tempo de

execução da obra e a perda de material pétreo, obtendo assim uma redução considerável dos custos operacionais.

Ainda outro objetivo da presente invenção é proporcionar um método de recomposição da estrutura de um enrocamento que garanta o posicionamento exato das pedras submersas.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A Figura 1 ilustra uma vista esquemática de um enrocamento com um guindaste em operação associado ao dispositivo de içamento da presente invenção;

A Figura 2 ilustra uma vista do dispositivo da presente invenção, içando uma pedra. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Em conformidade com o quanto ilustram as figuras em anexo, o MÉTODO DE RECOMPOSIÇÃO DA ESTRUTURA DE UM ENROCAMENTO, E, DISPOSITIVO DE IÇAMENTO DE BLOCO DE ROCHA UTILIZADO EM TAL MÉTODO PARA POSICIONAR UM BLOCO DE ROCHA compreende um método que utiliza o sistema eletrônico de posicionamento por satélite (DGPS), para garantir a precisão dos lançamentos das pedras através de um dispositivo de içamento das mesmas.

Inicialmente é realizado o mapeamento das regiões onde as pedras serão depositadas através de um equipamento denominado vvLaser Scanner". Trata-se de um sistema de altíssima precisão e de última geração, substituindo com muita vantagem os tradicionais levantamentos topográficos.

Para cada pulso emitido, existe um timeout, ou seja, o tempo gasto entre a emissão e o recebimento do sinal em direção ao solo. Além disso, o sistema recebe dados do satélite e estações em terra, para plotar um mapa topográfico com o GPS da região.

O sistema "Laser Scanner" de levantamento, apresenta como principal vantagem a grande quantidade de pontos coletados, capaz de efetuar leituras da ordem de 11.000 pontos por segundo, permitindo reproduzir de forma muito próxima da realidade a topografia do terreno, agregando com isso maior precisão e confiança tanto nas representações quanto em todos os cálculos, principalmente nos cálculos de volumes, e áreas de deposição das pedras necessárias à recomposição dos taludes.

Além de levantar uma infinidade de pontos, o sistema "Laser Scanner" atinge um longo alcance, permitindo a aquisição de dados em locais inacessíveis ou perigosos, dispensando a presença do homem, reduzindo dessa forma os riscos de acidentes, executando os trabalhos de forma muito mais rápida e precisa do que os equipamentos convencionais. Assim sendo, serão definidas com precisão as coordenadas de posicionamento de cada pedra que compõem o enrocamento.

Após esta etapa, será definido o dimensionamento de cada pedra a ser colocada nos locais anteriormente determinados.

Como o sistema DGPS possui precisão de até 50cm, o trabalho preliminar de identificação das dimensões de cada pedra recolocada proporciona a seleção dos blocos previamente.

Com base no levantamento das coordenadas de cada ponto onde as pedras serão depositadas, bem como o dimensionamento das pedras que serão posicionadas nas respectivas coordenadas, será gerado um mapa com todos os pontos a serem completados, indicados na tela de um monitor localizado na cabine do guindaste, seja na parte emersa ou na parte imersa do talude do enrocamento.

Para cada posição do bloco existe um circulo ρlotado no monitor, e, por ser georeferenciado, indica as dimensões máximas do bloco a ser posicionado.

A colocação das pedras nas posições indicadas nas seções transversais é executada mediante o emprego de um guindaste dimensionado, associado ao dispositivo de içamento 1.

Todas as operações de içamento são orientadas e

coordenadas por "rigger" que se posiciona sobre a crista do enrocamento.

O operador do guindaste tem como referência para a movimentação da lança que sustém o dispositivo de içamento 1, que leva a pedra, os sinais efetuados pelo rigger, além da comunicação via rádio transmissor.

Todas as liberações das pedras em suas devidas posições são orientadas e conduzidas por um coordenador- técnico de sistema global digital de posicionamento (DGPS), que atua junto ao operador do guindaste, orientando-o nas coordenadas de posicionamento da pedra.

Uma antena do sistema DGPS fica instalada na lança do guindaste, e é ligada ao computador instalado na cabine do guindaste.

O dispositivo de içamento 1 se constitui basicamente de uma barra de aço, pesando cerca de 200 kg, de formato substancialmente triangular, dotado de uma projeção em forma de gancho 2, em um dos vértices, que é usada para encaixar em uma alça 7 chumbada na pedra-

Na parte superior da base 3 do dispositivo de içamento 1 são previstos três dispositivos de encaixe 4, 5, 6, sendo os dispositivos de encaixe 4, 6, dispostos um em cada extremidade, e um terceiro dispositivo de encaixe 5, disposto em uma posição intermediária da dita base 3, todos ligados a cabos de elevação associados ao guindaste que comanda o dispositivo 1.

Após a pedra ser içada e levada a sua posição pré- determinada, é apoiada no talude, e, uma vez apoiada, o cabo de elevação do guindaste ligado ao dispositivo de encaixe β é afrouxado, fazendo com que o dispositivo de içamento 1 gire em torno do seu próprio eixo, livrando-se da pedra. Com isso, o dispositivo 1 está pronto para o próximo posicionamento. Pelo fato do dispositivo de içamento 1 pesar cerca de 50 vezes menos que as garras e pinças convencionais usadas para esse tipo de trabalho, é possível diminuir a carga suportada pelo guindaste, proporcionando a operação do guindaste em raios de giro maiores com economia no seu dimensionamento.

Outra vantagem obtida com o método da presente

invenção refere-se a precisão na colocação das pedras em

posições exatas, inclusive em áreas submersas, garantindo a

qualidade da operação e as coordenadas determinadas no proj eto.

Adicionalmente, a utilização do método e dispositivo da invenção proporciona uma redução na faixa de 40% a 60% no tempo de execução da obra, além de diminuir também a perda de material pétreo, obtendo assim uma redução considerável dos custos operacionais.

Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na invenção sem com isso se afastar dos conceitos expostos na descrição precedente. Essas modificações devem ser consideradas como incluídas dentro do escopo da invenção. Conseqüentemente, as concretizações

particulares descritas em detalhe anteriormente são somente ilustrativas e não limitativas quanto ao escopo da invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações em anexo e de todos e quaisquer equivalentes das mesmas.

Claims (2)

1.- Método de recomposição da estrutura de um enrocamento destinado a abrigar área para manobras de embarcações que atracam ou desatracam em portos, piers e cais marítimos, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: - mapear as regiões onde as pedras serão depositadas através de um equipamento denominado "Laser Scanner"; - plotar um mapa topográfico com o GPS da região através dos dados recebidos por satélite e estações em terra; - definir o dimensionamento de cada pedra a ser colocada nos locais anteriormente determinados; selecionar as pedras para cada local; - prover as pedras com uma alça (7), fixada nas mesmas; alçar a pedra através de um gancho (2) de um dispositivo de içamento (1) , o qual se encaixa na alça (7) fixada em uma pedra; - iniciar o levantamento da pedra através do acionamento de um guindaste associado ao dispositivo de içamento (1); - orientar e coordenar o operador do guindaste sobre a operação de içamento, através de um rádio transmissor operado por um rigger posicionado sobre a crista do enrocamento; - orientar e conduzir as liberações das pedras em suas coordenadas de posicionamento, através de um coordenador-técnico de sistema global digital de posicionamento (DGPS) , que atua junto ao operador clã guindaste; - quando a pedra estiver apoiada no talude, o cabo de elevação do guindaste ligado ao dispositivo de encaixe (6) é afrouxado, fazendo com que o dispositivo de içamento (1) gire em torno do seu próprio eixo, desencaixando o gancho (2) da alça (7), liberando a pedra em sua posição desejada; sendo que uma antena do sistema DGPS fica instalada na lança do guindaste, e é ligada ao computador instalado na cabine do guindaste.

2.- Dispositivo de içamento de bloco de rocha utilizado no método conforme definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dispositivo de içamento (1) ser constituído por um corpo de formato triangular, dotado de uma projeção em forma de gancho (2), em um dos vértices, sendo previstos ainda na parte superior da base (3), três dispositivos de encaixe (4, 5, 6), sendo os dispositivos de encaixe (4, 6), dispostos um em cada extremidade, e um terceiro dispositivo de encaixe (5), disposto em uma posição intermediária da dita base (3) , todos ligados a cabos de elevação associados ao guindaste que comanda o dispositivo (1).