Sabe-se que atualmente existe uma camada de revestimento de aproximadamente 8 cm seguida de uma camada de brita graduada simples de aproximadamente 20 cm. De posse dessas informações juntamente com o mix de aeronaves de projeto, suas respectivas partidas anuais e CBR do subleito, é possível dimensionar a sobreposição necessária para suportar o tráfego estimado.
De maneira muito semelhante ao dimensionamento de um pavimento novo, inserem-se os dados no programa. Duas camadas de revestimento com códigos P-401/P-403 HMA são adicionadas, ambas referentes ao concreto betuminoso usinado a quente, sendo a primeira correspondente a sobreposição (overlay) e a segunda à superfície existente (surface). Pede-se para que o software calcule a sobreposição necessária e obtêm-se a espessura de 14,51 cm de concreto betuminoso usinado a quente. A figura 34 ilustra a estrutura em questão.
5 RESULTADOS
5.1 PAVIMENTO NOVO
A proposta de ampliação da pista de pouso e decolagem de Ijuí exige o aumento da pista em 690 metros de comprimento na direção da cabeceira 18, com largura total de 45 metros. O alargamento da pista existente também deverá ser realizado, sendo acrescidos 27 metros no sentido leste da pista, bem como o reforço da pista existente através de uma sobreposição de CBUQ. Anexado a este trabalho encontra-se a planta geral do aeródromo com a proposta de ampliação da pista descrita.
Quanto ao dimensionamento do pavimento novo, que será a extensão da pista atual, foram realizados dois métodos de cálculo, ambos disponibilizados e normatizados pela FAA. O primeiro método caracterizou-se pela utilização de curvas de projetos em ábacos, sendo considerado ultrapassado devido aos avanços tecnológicos das aeronaves. O segundo utilizou a versão mais recente do software FAARFIELD, o qual considera para efeitos de cálculos todas as aeronaves que irão operar no aeródromo.
As figuras 35 e 36 a baixo demonstram os resultados encontrados e possibilitam a comparação das espessuras encontradas em ambos os métodos:
Figura 35 - Espessuras encontradas pelo método tradicional da FAA
Figura 36 - Espessuras encontradas através do FAARFIELD
Fonte: Autoria própria (2018). 5.2 SOBREPOSIÇÃO DO PAVIMENTO EXISTENTE
Com o objetivo de suportar as cargas impostas pelas aeronaves de grande porte que irão operar no aeródromo, será necessária a execução de uma camada de sobreposição sobre o pavimento existente da pista de pouso e decolagem do aeroporto de Ijuí. As dimensões necessárias à sobreposição são as mesmas da pista atual, sendo 1.110 metros de comprimento por 18 metros de largura.
Da mesma maneira que para o dimensionamento do pavimento novo, foram utilizadas as duas metodologias disponibilizadas pela FAA a fim de se encontrarem as espessuras necessárias para a camada de sobreposição. Como já mencionado anteriormente, as sobreposições de pavimentos aeroportuários consistem na execução de uma única camada de concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ).
As figuras 37 e 38 a seguir demonstram a seção transversal da pista com as suas respectivas camadas e espessuras tanto do pavimento novo no alargamento da pista, quanto do reforço da pista existente:
Figura 37 - Detalhamento das espessuras - Seção transversal da pista - Ábaco
Fonte: Autoria própria (2018).
Figura 38 – Det. das espessuras - Seção transversal da pista - FAARFIELD
Fonte: Autoria própria (2018). 5.3 ORÇAMENTO
Através do dimensionamento do pavimento novo e da sobreposição da pista de pouso e decolagem do aeroporto, é possível estimar o custo dos materiais a serem utilizados, o transporte dos mesmos bem como estimativa de terraplenagem para a proposta de ampliação. Cabe ressaltar que as quantidades de materiais foram baseadas apenas para pista de pouso e decolagem com dimensões de 1800 metros de comprimento por 45 metros de largura no total, acrescida da zona de parada de 170 metros de comprimento por 45 metros de largura.
Considerando as espessuras de cada camada e seus respectivos materiais, encontrou-se os volumes necessários de insumos informados nas tabelas 16 e 17 a seguir. Foram realizados dois
orçamentos, sendo um para o dimensionamento elaborado pelo método tradicional utilizando o ábaco e outro através dos resultados obtidos pelo software.
Tabela 16 - Volume de materiais - Dimensionamento através do ábaco
Tipo de pav. Material Comprimento (m) Largura (m) Espessura (m) Quantidade (m³) Pav. Novo CBUQ 1.110 27 0,10 2.997,00 CBUQ 690 45 0,10 3.105,00 CBUQ 170 27 0,10 459,00 Reforço CBUQ 1.110 18 0,235 4.695,30 CBUQ 170 18 0,235 719,10 TOTAL CBUQ 11.975,40 m³ Pav. Novo BGS 1.110 27 0,1450 4.345,65 BGS 690 45 0,1450 4.502,25 BGS 170 27 0,145 665,55
TOTAL BRITA GRADUADA SIMPLES 9.513,45 m³ Pav. Novo
MS 1.110 27 0,27 8.091,90
MS 690 45 0,27 8.383,50
MS 170 27 0,27 1.239,30
TOTAL MACADAME SECO 17.714,70 m³ Fonte: Autoria própria (2018).
Tabela 17 - Volume de materiais - Dimensionamento através do FAARFIELD
Tipo de pav. Material Comprimento (m) Largura (m) Espessura (m) Quantidade (m³) Pav. Novo CBUQ 1.110 27 0,10 2.997,00 CBUQ 690 45 0,10 3.105,00 CBUQ 170 27 0,10 459,00 Reforço CBUQ 1.110 18 0,145 2.897,10 CBUQ 170 18 0,145 443,7 TOTAL CBUQ 9.901,80 m³ Pav. Novo BGTC 1.110 27 0,2258 6.767,23 BGTC 690 45 0,2258 7.011,09 BGTC 170 27 0,2258 1036,42
TOTAL BRITA GRADUADA SIMPLES 14.814,74 m³ Pav. Novo
BGS 1.110 27 0,15 4.495,50
BGS 690 45 0,15 4.657,50
BGS 170 27 0,15 688,50
Para a execução do pavimento os serviços de imprimação e pintura de ligação deverão ser realizados. De acordo com o DAER/RS (1998, p. 101), “[...] imprimação é uma pintura de material betuminoso aplicada a superfície da base concluída antes da execução de um revestimento betuminoso qualquer”, tendo o objetivo de aumentar a coesão da superfície da base através da penetração do material betuminoso utilizado, além de promover condições de aderência entre a base e o revestimento e impermeabilização da mesma.
Já a pintura de ligação tem o objetivo de promover a aderência do revestimento a uma camada subjacente, através da aplicação de uma pintura de material betuminoso sobre a superfície do pavimento antes da execução de um revestimento betuminoso. (DAER/RS, 1998, p. 107).
Em resumo, a imprimação é realizada na execução de pavimentos novos enquanto a pintura de ligação em reforços de pavimentos existentes. Dessa forma, se estabelece as áreas necessárias para o orçamento da obra do aeroporto de Ijuí, as quais estão especificadas nas tabelas 18 e 19 a baixo.
Tabela 18 - Área necessária para a imprimação
Imprimação
Comprimento (m) Largura (m) Área (m²)
1.110 27 29.970,00
690 45 31.050,00
170,00 27 4.590,00
TOTAL 65.610,00 m² Fonte: Autoria própria (2018).
Tabela 19 - Área necessária para a pintura de ligação
Pintura de ligação - Recapeamento
Comprimento (m) Largura (m) Área (m²)
1.110 18 19.980,00
170,00 18 3.060,00
TOTAL 23.040,00 m² Fonte: Autoria própria (2018).
Quanto aos materiais betuminosos necessários para os serviços de imprimação e pintura de ligação, o DAER/RS recomenda o asfalto diluído CM-30 e a emulsão asfáltica de ruptura rápida RR-2C, respectivamente. Quanto a taxa de aplicação, para efeitos de cálculo, utilizou-se a taxa de
ligante de 0,5 litros por metro quadrado de área tanto para a pintura de ligação quanto para a imprimação. Considerou-se também que 1 kg corresponde a 1 litro.
Tabela 20 - Quantidade em litros de ligante
Imprimação - CM-30 Quantidade (m²) Quantidade (l) Taxa p/ ligante = 0,5l/m² 65.610,00 32.805,00 Pintura de Ligação - RR-2C Quantidade (m²) Quantidade (l)
Taxa p/ ligante = 0,5l/m² 23.040,00 11.520,00 Fonte: Autoria própria (2018).
De posse dos volumes necessários, fez-se o uso do referencial de preços unitários dos serviços de obra, disponibilizado pelo Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem do Rio Grande do Sul – DAER/RS. Além dos materiais necessários para as camadas do pavimento, acrescenta-se na lista os serviços de imprimação e pintura de ligação.
A baixo, na tabela 21, estão discriminados os insumos e serviços necessários com seus respectivos códigos, unidade de medida e valores unitários.
Tabela 21 - Valores unitários dos materiais necessários para as duas metodologias
Código Descrição Unidade Valor Unitário (R$)
6341 CBUQ sobre base granular brita comercial
(excluso asfalto e transporte) m³ 256,94
861 Base ou sub-base brita graduada simples
(excluso transporte) m³ 85,22
6490 Base brita graduada c/ 3% cimento (brita
comercial) (excluso transporte) m³ 173,07
6315 Macadame seco c/ pedra comercial (excluso
transporte) m³ 105,56
883 Pintura de ligação (excluso asfalto) m² 0,16
881 Imprimação (excluso asfalto) m² 0,22
Fonte: Referencial de preços unitários (DAER/RS, maio de 2018).
Nota-se que o referencial do DAER/RS não inclui no valor do CBUQ o custo do cimento asfáltico de petróleo (CAP 50-70), assim como na imprimação e na pintura de ligação não estão incorporados os custos do asfalto diluído (CM-30) e da emulsão asfáltica de ruptura rápida (RR- 2C) respectivamente. Dessa forma, buscou-se os valores destes insumos no site da Agência Nacional do Petróleo, os quais estão especificados na tabela 22 a seguir:
Tabela 22 - Valores unitários dos ligantes asfálticos necessários Mês de referência Produto Estado de referência Preço/Kg Preço c/ BDI = 15% Mai/18 Cimento asfáltico CAP 50-70 RS R$ 1,72 R$ 1,98
Mai/18 Emulsão asfáltica RR-2C RS R$ 1,46 R$ 1,68
Mai/18 Asfalto diluído CM-30 RS R$ 2,77 R$ 3,18
Fonte: Agência Nacional do Petróleo (Adaptado, ANP, 2018).
Para o cálculo da quantidade de CAP 50-70 utilizou-se o teor de 5,5% de cimento asfáltico por tonelada de massa asfáltica. Para a transformação de metros cúbicos para toneladas, adotou-se a densidade do concreto asfáltico igual a 2,5 t/m³. Dessa forma, ao multiplicar o volume de CBUQ necessário pela densidade, obtêm-se a quantidade em tonelada de massa asfáltica.
Tabela 23 - Quantidade de cimento asfáltico - Dimensionamento através do ábaco CAP 50-70 Quantidade (t) Teor de 5,5% 11.975,40 m³ x 2,5 t/m³ 29.938,50 1.646,62 t
Fonte: Autoria própria (2018).
Tabela 24 - Quantidade de cimento asfáltico - Dimensionamento através do FAARFIELD CAP 50-70 Quantidade (t) Teor de 5,5%
9.901,80 m³ x 2,5 t/m³ 24.754,50 1.361,50 t Fonte: Autoria própria (2018).
Quanto ao transporte dos insumos, os custos unitários também foram retirados do referencial de preços do DAER/RS e possuem como unidade de medida toneladas ou metros cúbicos. Porém, deve-se adicionar ao custo a distância média de transporte (DMT) de cada material.
Os materiais asfálticos são de origem da Refinaria Alberto Pasqualini, localizada em Canoas/RS. Dessa forma, considera-se a distância da refinaria à Ijuí de aproximadamente 390 km. Quanto aos materiais agregados e a massa asfáltica, existem empresas próximas a Ijuí que comercializam os mesmos, diminuindo a distância média de transporte para 30 km. A tabela 25 descreve o serviço de transporte:
Tabela 25 - Atividade auxiliar de transporte - DMT e preços unitários
CÓDIGO DESCRIÇÃO DMT
(Km) UNIDADE
PREÇO UNIT. (R$) 7872 Transporte Asfalto Quente - CAP 50-70 390 tkm 14,86 7833 Transporte de Massa Asfáltica - CBUQ 30 tkm 0,47
8020 Transporte a frio - RR-2C 390 tkm 9,80
8020 Transporte a frio - CM-30 390 tkm 9,80
7843 Transporte caminhão basculante 10m³ 30 m³ 0,72
Fonte: Referencial de preços unitários (DAER/RS, maio de 2018).
Em relação ao serviço de terraplenagem, o qual segundo o DAER/RS (1998, p. 10) “[...] compreende as operações de desmatamento, destocamento e limpeza, nas áreas destinadas à implantação do corpo estradal [...]”, estimou-se o valor aproximado apenas para a área da pista de pouso e decolagem do aeroporto de Ijuí.
Por ser uma região predominante de topografia ondulada, é perceptível a necessidade da execução de cortes e aterros a fim de uniformizar o solo da área a ser implantada a pista. Conforme o DAER/RS (1998, p. 21), “[...] as operações principais de aterro são a descarga, espalhamento e compactação dos materiais provenientes de cortes, empréstimos ou jazidas para a construção da camada final de aterro até a cota correspondente ao greide de terraplenagem”.
Os serviços de terraplenagem utilizados estão discriminados na tabela 26 a baixo, juntamente com seus respectivos códigos, descrição, unidade de medida e valor unitário.
Tabela 26 - Serviços de terraplenagem
Código Descrição Unidade Valor Unitário (R$)
1 Desmatamento, destocamento c/ d<30cm e
limpeza áreas m² 0,47
10 Escavação, carga e transporte mat 1ª cat c/
escavadeira 1.000<DMT<=1.200 mp m³ 8,14
150 Compactação aterros 100% P. I m³ 4,43
131 Espalhamento bota-fora m³ 2,14
129 Transporte bota-fora para 2,000 kmr m³ 3,59
Fonte: Referencial de preços unitários (DAER/RS, maio de 2018).
Para fins de orçamento, estimou-se uma altura de 1,50 metros e área de 65.610 m² para o cálculo do volume de escavação, carga e transporte, e ainda a compactação, totalizando em 98.415
m³. Para o espalhamento do bota-fora e transporte do mesmo, adotou-se uma altura de 0,30 metros para a mesma área, totalizando em 19.683 m³.
Conhecidos os materiais necessários e seus respectivos volumes, bem como todas as atividades auxiliares e serviços imprescindíveis para a ampliação e reforço da atual pista de pouso e decolagem, é possível estimar o custo total da proposta conforme as duas metodologias adotadas neste trabalho. Assim, a tabela 27 informa os custos totais:
Tabela 27 - Custo total da proposta de acordo com o método de dimensionamento
Método Custo total (R$)
Tradicional da FAA, através do ábaco 10.609.408,69 Software FAARFIELD 10.226.105,15
Fonte: Autoria própria (2018).
As tabelas individuais de cada método, de maneira detalhada, estão anexadas a este trabalho.
5.4 PLANO BÁSICO DE ZONA DE PROTEÇÃO DE AERÓDROMO
A elaboração do PBZPA exige conhecimento avançado da topografia do entorno do aeródromo em um raio de 20 Km, o que dificultou a sua confecção.
Baseando-se no PBZPA atual e em imagens de satélite, constatou-se a necessidade de desapropriação de áreas de terras que se encontram dentro da faixa de pista estabelecida pelo Plano de Zona de Proteção, a qual é destinada para a proteção da aeronave em caso de saída dos limites da pista. Estima-se em aproximadamente 15,20 hectares a área das terras a serem desapropriadas a fim de garantir as dimensões adequadas da faixa de pista. Percebe-se também a necessidade de alteração do curso de uma estrada vicinal próxima ao aeródromo.
Quanto ao espaço aéreo no entorno do aeroporto, devido ao fato de o mesmo localizar-se em uma área predominantemente rural, acredita-se que não existam grandes obstáculos que possam vir a interferir nas operações aéreas do aeródromo.
A figura 39 a baixo ilustra as necessidades de adequação: Figura 39 - Área a ser desapropriada
Fonte: Autoria própria (2018).
5.5 PLANO BÁSICO DE ZONEAMENTO DE RUÍDO AERONÁUTICO
Para o aeródromo de Ijuí foi confeccionado o Plano Básico de Zoneamento de Ruído devido a movimentação estimada para a proposta de ampliação ser inferior a sete mil decolagens ao ano. O mesmo encontra-se anexado a este trabalho.
Através da representação gráfica da área de impacto do ruído aeronáutico, percebe-se que duas residências estão inseridas dentro da curva de 65 dB, como mostra a Figura 40. Dessa forma, cabe ao município adotar medidas que resultem em uma redução sonora de pelo menos 25 dB a fim de garantir a harmonia entre a comunidade e as operações aéreas.
Figura 40 - Curvas de ruído de 65 e 75 dB
Quanto ao uso do solo em relação a produção, as principais atividades desenvolvidas nessa área são a agricultura e pecuária, as quais são compatíveis sem restrições.
6 CONCLUSÃO
Foram aplicadas duas metodologias de dimensionamento de pavimentos flexíveis para aeroportos, ambas normatizadas pela FAA. A metodologia tradicional considera para efeitos de cálculo apenas a aeronave de projeto, a qual determina a espessura total do pavimento necessária para suportá-la. Já o software analisa a contribuição de cada aeronave prevista a operar no aeródromo, considerando seu uso durante toda a vida útil estipulada.
Nota-se que de um método para o outro, houve uma diferença de aproximadamente 4 cm na espessura total do pavimento. Quanto as camadas em específico, ambos os dimensionamentos resultaram em uma camada de revestimento de 10 cm de CBUQ, visto que a norma recomendou para o método tradicional o acréscimo de uma polegada a fim de garantir o suporte adequado para as aeronaves com peso superior a 45.000 kg.
Foram nas camadas de base e sub-base que ocorreram as principais diferenças. No método tradicional da FAA, a camada de base de brita graduada simples (BGS) resultou em uma espessura necessária de 14,5 cm, enquanto que no dimensionamento pelo software resultou em uma espessura de 22,58 cm. Porém, o programa havia informado a necessidade de se estabilizar a camada, e dessa forma a BGS foi alterada para a brita graduada tratada com cimento (BGTC), assegurando melhor desempenho à camada em relação as cargas impostas.
Quanto a camada de sub-base, no dimensionamento pelo método tradicional escolheu-se o macadame seco como material, resultando em uma camada de 27 cm de espessura. Para o software, optou-se pela utilização da BGS, resultando em uma camada de 15 cm de espessura.
Para o reforço do pavimento existente, a camada de sobreposição foi dimensionada pelas mesmas metodologias. As normas, em ambos os casos, não recomendam a execução de camada granular entre o revestimento existente e a sobreposição de CBUQ, devido a água saturada na mesma não poder ser drenada adequadamente.
Dessa forma, pelo método tradicional comparou-se a espessura do pavimento existente com a necessária para um novo, resultando como diferença entre eles uma camada de sobreposição de
23,5 cm de CBUQ. Através do software, considerando todas as aeronaves previstas e o tráfego anual sobre o pavimento existente, obteve-se uma camada de sobreposição de CBUQ de 14,51 cm. Fica evidente o quanto o software fornece um dimensionamento mais acertado quando comparado ao método tradicional, visto que o ábaco é uma ferramenta mais genérica que resulta em valores aproximados para às considerações iniciais de cálculo inseridas. O software opera com valores exatos desde os pesos máximos de decolagens das aeronaves, partidas anuais, características do solo e dos materiais, resultando em um dimensionamento mais econômico e eficiente.
Esta economia se percebe nos resultados obtidos na orçamentação de ambos os métodos. Para o método tradicional o custo total da obra resultou em R$10.609.408,69, enquanto que para o dimensionamento realizado pelo software resultou em R$10.226.105,15, totalizando uma diferença de R$383.303,54 entre as metodologias aplicadas. Porém, cabe ressaltar que no dimensionamento pelo software foram utilizados materiais de qualidade superior aos do método tradicional, evidenciando novamente a economia gerada pelo programa.
Quanto a viabilidade da proposta, através da análise do uso do solo no entorno do aeródromo, verifica-se que é o mesmo predominante rural e que a rodovia BR-285 faz margem com a área patrimonial do aeródromo. Assim, ao pensar na proposta de ampliação da pista de pouso e decolagem, e consequentemente do sítio aeroportuário, percebe-se que o aumento da pista na direção da cabeceira 36 é restrito em função da presença da rodovia, e na direção da cabeceira 18 será necessário realizar a desapropriação de áreas de terra bem como alteração do curso de uma estrada vicinal.
Em relação ao Plano Básico de Zona de Proteção de Aeródromo (PBZPA) constata-se que devido o mesmo se localizar em uma área rural, o espaço aéreo no entorno do aeroporto não possui grandes obstáculos que possam vir a interferir nas operações aéreas previstas. Da mesma maneira que para o Plano Básico de Zoneamento de Ruído (PBZR), sendo adotadas medidas para a redução sonora de pelo menos 25 dB, o desenvolvimento das operações áreas em harmonia com a comunidade local estará assegurado.
Por fim, conclui-se que a proposta de ampliação da pista de pouso e decolagem do aeroporto de Ijuí, a fim de realizar a operação de aeronaves de grande porte, é viável desde que atendidos todos os requisitos necessários mencionados neste trabalho. Sendo as principais a desapropriação de áreas de terra, mudança do curso da estrada próxima ao sítio aeroportuário e regularização do solo através de grandes movimentações de terra.
Salienta-se ainda que para este trabalho estimou-se a altura de terraplenagem para regularização do solo em 1,50 metros, para fins de uma orçamentação aproximada. Porém, medições mais detalhadas do entorno do aeródromo e da pista de pouso e decolagem são necessárias para o cálculo do volume e orçamento exato do serviço de terraplenagem.
Como sugestão para trabalhos futuros propõem-se:
• Dimensionamento da pista de pouso e decolagem de pavimento rígido como alternativa ao flexível;
• Projeto de um terminal de passageiros para atender a futura demanda; • Elaboração de forma técnica do Plano Básico de Proteção de Aeródromo;
• Estudo técnico das espécies de fauna presentes no entorno do aeródromo para a elaboração do documento de Identificação do Perigo da Fauna (IPF), para posterior aplicação do Programa de Gerenciamento de Risco de Fauna (PGRF).
REFERÊNCIAS
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______. Aeródromos públicos. Disponível em: <http://www.anac.gov.br/assuntos/setor- regulado/aerodromos/cadastro-de-aerodromos/aerodromos-cadastrados/aerodromospublicos- 12.xls/view>. Acesso em: 09 set. 2018.
______. Gerenciamento do Risco da Fauna nos Aeródromos Públicos. Regulamento Brasileiro de Aviação Civil nº 164 - Emenda nº 00. Brasília, 2014.
______. Planos de Zoneamento de Ruído de Aeródromos. Regulamento Brasileiro de Aviação Civil nº 161 - Emenda nº 01. Brasília, 2013.
______. Projeto de Aeródromos. Regulamento Brasileiro de Aviação Civil nº 154 - Emenda nº 03. Brasília, 2018.
AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO. Preço de distribuição de produtos asfálticos. Disponível em: <http://www.anp.gov.br/precos-e-defesa-da-concorrencia/precos/precos-de- distribuicao>. Acesso em: 09 set. 2018.
AIRBUS. Aircraft characteristics airport and maintenance planning: A319. Disponível em: < https://www.airbus.com/content/dam/corporate-
topics/publications/backgrounders/techdata/aircraft_characteristics/Airbus-Commercial-Aircraft- AC-A319.pdf> Acesso em: 10 de set. 2018.
ALEXANDRE, Leonardo de Jesus. Determinação do PCN e Projeto de Reforço do Pátio Militar da Base Aérea de Salvador (BASV). 2008. 88 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil). – Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos,