04 sept. Dragarea la scară mică (2) – tehnici de dragare
Continuăm articolul despre dragare (partea întâi disponibilă aici) cu descrierea echipamentele și a tehnicilor de dragare.
1. Macaraua hidraulică
Acest echipament utilizat în mod constant, macaraua hidraulică, reprezintă un tip de excavator discontinuu care folosește, în timpul funcționării, cupa în cicluri constante. Cupa complet încărcată este adusă la suprafață iar conținutul este golit în mijloacele de transport folosite (camion sau barjă) sau pe malul apei.
Suprafața subacvatică este excavată în mod circular, iar cupa este ridicată de macara când ajunge la o anumită adâncime. Următoarea acțiune începe de îndată ce mișcările circulare sunt complete și va continuă până când întreaga suprafață va fi excavată. Macaraua hidraulică va fi ulterior mutată către alte zone ce urmează să fie dragate.
Cupa trebuie să fie atent poziționată după fiecare ciclu executat, astfel că nu este ușor să fie efectuate două cicluri consecutive de excavare subacvatică fără un sistem exact pentru determinarea suprafeței ce urmează să fie dragată.
Zona de lucru și adâncimea apei
Există două metode de coordonare a macaralelor hidraulice:
– Coordonarea de pe malul apei;
– Coordonarea de pe pontonul auxiliar, care include și stâlpi pentru stabilizare.
Alegerea modalități de coordonare a utilajului este determinată de circumstanțele specifice întregului proiect de dragare. În funcție de modalitatea aleasă, precum și de mărimea cupei de excavare, poate fi acoperită o adâncime a apei de până la 10 metri sau chiar mai mult. Materiile localizate deasupra nivelului apei pot fi și ele excavate, în cazul în care zona respectivă este accesibilă cupei de excavare și mijloacelor de transport.
Cupele de excavare
Atunci când se utilizează excavatoare pentru realizarea operațiunilor de dragare în zone supuse unor considerente legate de natură și mediu, pot fi folosite diferite tipuri de cupe de excavare pentru a reduce efectele secundare.
Cupa pentru săpat
O astfel de cupă excavează materiile folosind o mișcare de tragere și este, prin urmare, folosită de cele mai multe ori pentru a elimina straturile subțiri de nămol. Odată ce cupa ajunge la capacitatea maximă de încărcare, se ridică la suprafață și golește încărcătura în mijloacele de transport sau pe malul apei. Această cupă pentru dragare este ușor diferită de cupele standard și se caraterizează prin orificiile care, deși mențin întreaga încărcătură, permit apei să se scurgă.
Cupa cu vizieră
Cupa tradițională de excavare cu supapă rotativă (vizieră), care poate fi folosită pentru a închide/acoperi partea superioară a cupei. Viziera se închide de îndată ce cupa este plină, astfel că materiile dragate sunt păstrate în siguranță în timp ce sunt ridicate la suprafață. Astfel, se evită și se minimizează amestecarea materialelor dragate cu coloana de apă. Acest tip de cupă poate fi folosită pentru dragarea straturilor subțiri sau dense de materii, cu un conținut scăzut de apă. Grosimea stratului de materii trebuie să fie de aproximativ 0,5 m pentru ca dragarea să fie eficientă.
Cupa graifăr (graifer)
Cupa graifăr funcționează utilizând o mișcare de prindere, astfel că este folosită pentru excavarea straturilor groase de aluviuni sau pentru transferul materiilor dragate. Cupa clasică pentru excavat este deschisă în partea de sus, lucru care duce la expunerea materiilor dragate la coloana de apă, în timp ce sunt ridicate la suprafață. Partea superioară a cupei graifăr are rol de protecție, astfel încât expunerea materiilor excavate la coloana de apă în timp ce sunt ridicate către suprafață este evitată. Acest tip de excavare nu prezintă un grad ridicat de precizie, din cauza mișcării circulare de închidere a ambelor secțiuni. Astfel, dragarea pe o suprafață orizontală folosind acest tip de echipament este dificilă. Grosimea stratului de materii trebuie să fie de aproximativ 0,5 m, pentru că dragarea să fie eficientă.
Datorită dezvoltării tehnologiei în domeniu, a fost conceput un model alternativ de cupă graifăr, care permite o mișcare de închidere aproape orizontală. Deschiderea maximă a acestei cupe este cu aproximativ 80% mai mare decât a cupelor tradiționale și sedimentele cu o grosime mică pot fi excavate în mod eficient.
Cupa cositoare
Acest tip de cupă a fost special concepută pentru a elimina vegetația din căile navigabile și nu este, în fapt, destinată activităților de excavare. Cu toate acestea, aceste cupe sunt folosite frecvent în mediul rural pentru curățarea șanțurilor de scurgere. În momentul îndepărtării vegetației din aceste șanțuri, pot fii îndepărtate și straturi subțiri de nămol.
Nivelul de poluare și susceptibilitate
Utilizate ca și excavatoare mecanice pentru menținerea dragării, macaralele hidraulice pot fi extrem de utile dacă nu se dorește diluarea masivă. În principiu, prezența factorilor poluanți nu reprezintă un pericol pentru macaralele hidraulice. Cu toate acestea, dacă nămolul este poluat, se recomandă folosirea unei cupe închise de excavare pentru a împiedică răspâdirea poluanților.
Prezența deșeurilor solide
În cazul prezenței deșeurilor solide, macaralele hidraulice pot prezenta probleme minore.
Modalități de transport
Avantajul macaralelor hidraulice îl reprezintă faptul că materiile dragate își păstrează proporțiile în timpul transportului către suprafață. Utilizarea macaralelor hidraulice implică anumite mijloace de transport pentru materiile dragate: camioane, nave/barje sau o combinație între aceste două opțiuni. Scăderea costurilor de transport este evidentă pentru materiile ce urmează să fie transportate pe distanțe lungi, întrucât volumul total de materii dragate este extrem de dens și conține foarte puțină apă.
Măsuri suplimentare
Materiile dragate sunt adesea transportate imediat, fie către un depozit de prelucrare (pentru deshidratare și tratament ulterior), fie către o haldă. În unele cazuri, materiile dragate sunt răspândite de-a lungul malurilor căilor navigabile. În acest caz, trebuie avut în vedere impactul ecologic. Procesul de decolmatare este mult mai eficient când conținutul de apă este menținut la un nivel minim.
Efecte asupra mediului înconjurător
Opacifierea
Deși materiile sunt dragate de pe fundul apei, o ușoară amestecare și creștere a volumului (10 până la 40%) va avea loc în funcție de tipul sedimentului dragat. Utilizarea cupelor de excavare tradiționale poate duce la opacifierea apei în timp ce cupele sunt ridicate către suprafață. Opacifierea poate fi împiedicată prin folosirea cupelor închise de dragare. Cu toate acestea, nivelul de protecție folosit de operatorul macaralei are un rol decisiv și influențează în mod direct productivitatea.
Deversarea
Cupa cu vizieră ajută la minimizarea deversărilor în timpul operațiunilor obișnuite. Încă o dată, deversările pot fi minimizate dacă întreagă activitate se desfășoară cu grijă.
Deteriorarea malurilor căii de navigație
Atunci când se utilizează macarale hidraulice pe malul unei căi navigabile, unde vegetația este abundentă (arbuști, arbori, păduri), aceasta trebuie îndepărtată pe cel puțin unul dintre maluri. Din punct de vedere ecologic, acesta este un aspect inadmisibil. În zonele cu vegetație scăzută (iarbă, stuf), daunele pot fi uneori limitate prin folosirea unui utilaj cu șenile.
Utilizarea macaralelor hidraulice de pe un ponton, împreună cu o navă de transport/barjă, au ca și consecințe deteriorarea minimă a malurilor.
Tipuri de macarale hidraulice
Din cauza restricțiilor de înălțime, a problemelor de propulsie sau a accesului insuficient la fundul apei, de-a lungul anilor a fost dezvoltată o gama variată de macarale hidraulice. Următoarele variații pot fi întâlnite:
Barcă macara
Bărcile cu macara au un braț excavator montat direct pe ponton, iar sursă de alimenatare și cabina sunt încorporate în ponton. Astfel de pontoane cu macara dispun, în mod normal, de 3 sau 4 picioare de sprijin, care pot fi utilizate pentru stabilizarea utilajului în timpul funcționării. Pentru că dispun de mijloace proprii de propulsie, bărcile cu macara sunt, în general, flexibile și benefice pentru reducerea costurilor implicate.
Excavatoarele de tip amfibie
Acestui tip de utilaj i-au fost modificate șenilele standard cu un sistem de șenile plutitoare, care permit utilajului să funcționeze chiar și în zonele umede și mlăștinoase. Brațele standard de excavator trebuie extinse pentru a putea fi eficiente dincolo de pontoanele mari cu șenile. Un astfel de utilaj prevăzut cu pontoane laterale poate să funcționeze până la o adâncime de 5 metri.
Tractor cu braț lateral
Un braț hidraulic a fost atașat unui tractor și, datorită cupei cositoare sau a pompei de dragare (vezi punctul Pompă de dragare), poate fi folosit pentru curățarea șanțurilor.
2. Barca pentru decolmatare
O barcă pentru decolmatare sau o barcă pentru colectarea nămolului este un utilaj asemănător unui buldozer plutitor, utilaj special dezvoltat pentru curățarea iazurilor sau a căilor navigabile de mici dimensiuni. Utilajul este folosit în special în situațiile când lucrul de la malul apei este îngreunat. Acest tip de utilaj este prevăzut cu o lamă reglabilă de buldozer, care poate fi pre-setată să funcționeze la diferite adâncimi și pentru diferite lățimi/arii de acoperire.
Utilajul este prevăzut cu un sistem de tragere tip troliu și folosește lama de buldozer pentru a împinge nămolul spre punctul de colectare. Acest lucru implică prezența unei macarale situată strategic, fie pe maul apei sau pe un ponton, macara folosită pentru a transfea nămolul din apă în mijloacele de transport.
Aplicații
Aceste utilaje sunt potrivite, în primul rând, pentru zonele acvatice cu o densitate redusă (nămol, argilă, gazon, noroi etc.). Utilajele pentru colmatare sunt eficiente pe căile navigabile lungi și drepte, aspect care permite ancorarea cablurilor troliului la o anumită distanță, astfel că timpul de pregătire este unul redus. Utilajul este eficient pentru dragarea straturilor subțiri de aluviuni și nămol, întinse pe o suprafață mare. Totuși, utilajul poate fi folosit și pentru dragarea suprafețelor cu o densitate medie a stratului de aluviuni/nămol. În funcție de circumstanțe, diferite alte tehnice de dragare pot fi mai convenabile din punct de vedere financiar.
Pentru o eficacitate maximă, se recomandă folosirea acestor utilaje în apele cu o adâncime relativ mică. În funcție de dimensiunile utilajului, acesta poate acoperi până la 2 metri în adâncime. Sunt necesare modificări suplimentare pentru funcționarea la adâncimi de până la 3 metri. Utilajul nu funcționează corespunzător la adâncimi ce depășesc 3 metri.
Nivelul de poluare și susceptibilitate
În principiu, nivelul de poluare/nivelul deșeurilor nu afectează utilajul. Deșeurile de mari dimensiuni (cărămizi, biciclete, coșuri de cumpărături etc.), nu afectează eficiența utilajului de colmatare. Din cauza nivelului ridicat de opacifiere din zonele unde este folosit, utilajul este mai puțîn eficient atunci când fundul apei ce urmează să fie dragată este extrem de poluat (doar dacă nu au fost luate măsuri specifice pentru a limita dispersia și a împiedica opacifierea).
Mijloace de transport
Acest tip de utilaj este potrivit pentru a fi folosit la colectarea straturilor subțiri de nămol de pe căile navigabile. Modul de îndepărtare al materiilor dragate și colectate va fi determinat de modalitatea de transport aleasă. În general, aceste utilaje sunt folosite împreună cu o macara, iar transportul materiilor dragate se face în basculante sau barje. Totuși, acest tip de utilaj poate fi folosit împreună cu o dragă specială de aspirație, care pompează printr-o conducta, în mod hidraulic, nămolul colectat.
Efecte asupra mediului înconjurător
Un nivel ridicat de opacifiere este rezultatul dragării materiilor și împingerii acestora de-a lungul căii navigabile. Dacă este necesar, se pot utiliza ecrane plutitoare pentru dispersia opacifierii. Totuși, în cele mai multe cazuri nu este necesară folosirea acestor dispozitive.
Deversarea
În mod normal deversarea nu este posibilă atunci când acest tip de utilaj este folosit, întrucât materiile dragate sunt împinse înainte. Dacă materiile dragate sunt împinse înainte pe distanțe lungi, acestea se vor aduna în fața lamei. Dacă în fața lamei se acumulează o cantitatea excesivă de materii dragate sau în cazul în care utilajul este utilizat pe distanțe prea mari, vor exista scurgeri de materii în laterale. Acest lucru poate fi evitat prin folosirea utilajului pe distanțe scurte și prin suprapunerea zonelor dragate.
Deteriorarea malurilor căii de navigație
Deteriorarea malurilor se reduce semnificativ prin utilizarea acestui tip de utilaj de împingere a aluviunilor. Întrucât macaralele hidraulice sunt frecvent utilizate în transferul materiilor dragate, daunele se limitează la zonele unde se efectuează transferul (puncte situate la fiecare 100-200 metri). Prin urmare, se recomandă amplasarea punctelor de transfer în locuri care nu pun în pericol mediul înconjurător.
Constructorii olandezi sunt renumiți în inovarea și reutilizarea tehnologiilor deja existente. Utilajul de mai jos este o dovadă concretă: o lamă de buldozer montată pe brațul unui excavator (excavator cu structura modificată), concept care face posibilă dragarea bazinelor de mică adâncime, fără utilizarea vinciurilor.
3. Cutter suction dredger (dragă de aspirație cu freză)
Utilaj pentru dragare folosit în timpul proceselor continue de excavare și stabilizat cu ajutorul unor suporți sau al cablurilor de troliu. Freza este prevăzută cu deschidere pentru aspirare, conectată la o pompă de dragare. Freza excavează materiile și le amestecă cu apă. Amestecul obținut este pompat către instalația de prelucrare prin intermediul conductei de refulare. Este necesar ca o cantitate mare de apă să se regăsească în amestec pentru ca acesta să poată fi pompat. Proporții indicate:
• nămol: 1:3;
• nisip: 6:1 (6 părți de apă, 1 parte de nisip).
Freza se rotește în jurul unui pivot/unei axe (stâlpul de susținere sau orice alt punct de ancorare). În cazul dragelor cu elindă pivotantă, adesea utilizate pentru activități de dragare la scară mică, singura parte mobilă este suportul la care a fost montată freza (se mișcă înainte-înapoi).
Odată ce mișcarea de pivotare a fost finalizată, dispozitivul de aspirare este deplasat folosind cablurile de troliu, după care un nou ciclu de funcționare începe.
Aplicații
Acest tip de utilaj este potrivit pentru dragarea tuturor tipurilor de soluri subacvatice, de la nămolul foarte subțire la solurile stâncoase. Poate fi folosit pentru a draga gazon, argilă, noroi, nisip, pietre sau roci cu o duritate scăzută.
În activitățile de dragare la scară mică se recomandă utilizarea acestui tip de utilaj pentru dragarea nămolului, argilei sau nisipului și, în funcție de construcția utilajului, poate fi folosit până la 6 metri adâncime. Natura materiilor ce urmează să fie dragate trebuie să fie cunoscută înainte de începerea procesului, pentru a fi utilizată freza adecvată. Pentru zonele cu o densitate ridicată (ex. nisip), se recomandă utilizarea unei freze cu secțiuni de tăiere ample, pentru a putea pătrunde, efectiv, stratul de nisip. În aceste situații gradul de uzură al frezei și al conductelor de transport este unul ridicat.
Uzura este un factor mai puțin important când sunt dragate zone argiloase, însă argila, prin natura sa, poate duce la blocarea frezei sau la formarea de dopuri în timpul transportului hidraulic, astfel că va fi necesară o sursă suplimentară de pompare.
Nivelul de poluare și susceptibilitate
Acest tip de utilaj nu este direct afectat de poluanții organici chimici, însă obiectele solide brute, de mari dimensiuni, pot bloca freza și conductele de transport. Prin urmare, dacă este posibil, se recomandă eliminarea obiectelor dure, solide, de pe cursul de apă înainte de începerea procesului de dragare.
Mijloace de transport
Atunci când un astfel de utilaj este folosit, materiile dragate sunt pompate către locul de depozitare sau de procesare prin intermediul unei conducte de transport. Această modalitate este eficientă mai ales când sunt dragate materii poluate, întrucât se evită contactul direct al acestora cu mediul. Dezavantajul acestui utilaj este cantitatea mare de apă necesară pentru a fi amestecată cu materiile dragate. Dacă aceste materii sunt poluante, amestecul nu poate fi deversat înainte de a fi purificat.
Transportul hidraulic al materiilor dragate de-a lungul conductelor este posibil doar pe distanțe limitate. Totuși, pot fi utilizate stații de compresie pentru a mari distanța de transport. Conductele de transport fac ca acest tip de dragare să nu fie potrivit pentru mediul urban, întrucât spațiile de depozitare ale deșeurilor sunt, de cele mai multe ori, amplasate la o distanță mare față de zona de dragare.
Efecte asupra mediului înconjurător
Mișcarea continuă a frezei provoacă dispersia de particule extrase în zona dragată și duce, totodată, la opacifiere. Efectul se intensifică pe măsură ce viteza frezei crește, dar poate fi ținut sub control prin setarea unei viteze optime de funcționare a frezei.
Deversarea
Deși gura de aspirăție este montată în interiorul frezei, pot apărea diferite scurgeri, ca urmare a dispersiei parțiale a materiilor dragate, datorită mișcării rotative a frezei. Întrucât există un echilibru optim între viteza de rotire a frezei și capacitatea de aspirație, cu cât freza se rotește mai repede, cu atât vor exista mai multe scurgeri.
Deteriorarea malurilor căii de navigație
Întrucât întregul proces de dragare are loc în apă, nu vor exista deteriorări aduse malurilor căii de navigație. În cazul în care ancorarea utilajului s-a făcut pe unul dintre malurile căii de navigație și în situațiile când conductele de transport sunt amplasate atât pe apă, cât și pe uscat, pot apărea diferite deteriorări ale zonei respective.
Acest tip de utilaje oferă un grad ridicat de acuratețe în timpul întregului proces de dragare.
4. Pompa de dragare
Acest tip de pompe sunt folosite pentru aspirația materiilor dragate de la fundul apei. Gura pompei de dragare, care poate fi extinsă folosind o conductă de aspirație, este ghidată către centrul ariei de dragare, pentru a se maximiza contactul cu materiile dragate.
Pompa de dragare poate fi montată la un tractor, o macara sau pe o barcă. Capacitatea de absorbție a unei asemenea pompe este dată atât de dimensiunile ei, cât și de capacitatea utilajului pe care este montată.
Aplicații
Pompele pentru dragare sunt concepute pentru a fi folosite doar în zonele cu densitate scăzută a materiilor dragate (nămol, gazon etc.). Întrucât nămolul este aspirat automat, pompa de dragare trebuie doar să fie amplasată în cea mai adâncă parte a căii de navigație, ceea ce înseamnă că nu vor fi afectate malurile zonei respective.
Se recomandă utilizarea pompei de dragare pentru căile de navigație cu nămol nepoluat, în zonele unde materiile dragate pot fi pulverizate direct pe sol. Pompa de dragare aspiră până la o adâncime de aproximativ 2 metri. Acestei pompe i se poate atașa o freza pentru dragarea materiilor cu o duritate medie.
Nivelul de poluare și susceptibilitate
Multe dintre pompele de dragare sunt prevăzute cu o freză la gura de deschidere, freză care are rolul de a mărunți plantele sau stuful aspirate de pompă. Cu toate acestea, pietrele sau ramurile pot bloca gura de aspirăție a pompei de dragare. Din cauza cantității mari de deșeuri întâlnite pe cursurile de apă, nu se recomandă folosirea acestui tip de pompă de dragare în mediul urban.
Mijloace de transport
Pompa de dragare este folosită tocmai pentru capacitatea să de a răspândi materiile dragate pe terenul adiacent. Totuși poate fi utilizată o conductă de evacuare prin care să fie pompate materiile dragate pe distanțe scurte.
Pompa de dragare are o precizie verticală de 0,1 metri. Când pompele de dragare sunt utilizate pentru curățarea căilor de navigație, nămolul absorbit este pulverizat pe terenul adiacent în scopuri ecologice. Această metodă de dragare nu duce la deteriorarea malurilor căii de navigație.
Opacifierea
Utilizarea acestei metode de dragare are ca rezultat un nivel scăzut de opacifiere.
Deversarea
În timpul utilizării pompei de dragare nu sunt întâlnite scurgeri ale materiilor dragate.
Pompa de dragare reprezintă un utilaj hidraulic care trebuie să fie montat pe și transportat de un vehicul capabil să furnizeze energia necesară funcționării acesteia.
În imaginile de mai jos se pot vedea câteva modalități de montare a pompei de dragare.
• Prima parte a acestui articol este disponibilă aici.
• Partea a treia a acestui articol este disponibilă aici.
• Mai multe despre modurile în care pot fi refolosite materialele dragate poți citi aici.
• Pentru a vedea utilajele dedicate lucrărilor de întreținere pe apă, accesează linkul aici.
• Există un număr mare de soluții tehnice posibile pentru întreținere pe apă și pe uscat, folosind echipamente de calitate fabricate în Olanda de Conver, Herder și Votex, producători cu mare experiență al căror reprezentant în România este Ozon Company SRL. Nu ezita să ne contactezi pentru informații și recomandări.