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A. Betâmio de Almeida
Curso sobre Operação e Segurança de Barragens
INSTITUTO DA ÁGUA
EMERGÊNCIA E GESTÃO DO RISCO
A. Betâmio de AlmeidaInstituto Superior Técnico
Lisboa, Outubro de 2006
A. Betâmio de Almeida
A. Betâmio de Almeida
EMERGÊNCIA E GESTÃO DO RISCO
I – Matéria de outros capítulos do curso
Capítulo 2 – Apresentação e análise de regulamentação
2.2 – Regulamentos
Regulamento de segurança de barragens
2.3 – Normas
Capítulo 3 – Incidentes, acidentes e rupturas em barragens
Capítulo 4 – Controlo de segurança
4.1 – Segurança estrutural
4.2 – Segurança hidráulica e operacional
4.3 – Segurança ambiental
Capítulo 5 – Inspecções visuais de rotina
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EMERGÊNCIA E GESTÃO DO RISCO
II – Emergência e gestão do risco (Capítulo 7)
Contexto
Evolução dos regulamentos de segurança
Risco a jusante de barragens e segurança do vale a jusante
Análise de risco e risco socialmente aceitável
Gestão do risco
Risco hidrodinâmico
Estimativa dos danos potenciais a jusante
Planos de emergência
Sistemas de alarme e aviso. Gestão de crise
Percepção do risco e ciências sociais
Informação e comunicação
Gestão da ocupação do solo face ao risco
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RISCO A JUSANTE DE BARRAGENS
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• O que é
• Porquê
• Para quê
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As Barragens, como todas as estruturas feitas pelo homem, estão destinadas a desaparecer num horizonte de tempo maior ou menor -tal como todas as pessoas irão degradar-se
A Engenharia e a medicina têm como uma das missões fundamentais adiar essas ocorrências fatais para uma data aceitável.
SEGURANSEGURANÇÇA E RISCO NOS VALES A A E RISCO NOS VALES A JUSANTE DE BARRAGENSJUSANTE DE BARRAGENS
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• Regra geral, os vales não são desertos humanos ou económicos
• As zonas férteis e as facilidades de comunicação dos vales atraíram populações para as margens dos rios
• Os benefícios desta ocupação têm a contrapartida dos riscos naturais decorrentes de cheias súbitas e violentas
• Os riscos naturais podem ser modificados pela presença e pelo comportamento de infra-estruturas hidráulicas
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Factores emergentes
• Envelhecimento das barragens
• Alterações hidrológicas e das condições de exploração
• Mudanças climáticas globais
• Tendência para ocupação crescente dos vales
• Sociedade mais litigiosa e exigente
• Intervenção progressiva de seguros
• Novos conceitos de confiança e de participação, equidade e justiça social passam a ser integrados no processo de decisão técnico
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Acidente na barragem Zeyzoun, Síria, Maio 2002
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EUCLIDES DA CUNHA DAM (1977)
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ICOLD (1995) ICOLD (1995) -- ANANÁÁLISE ESTATLISE ESTATÍÍSTICA DE ROTURA DE BARRAGENSSTICA DE ROTURA DE BARRAGENS(1799(1799--1988)1988)
• Nº TOTAL: 180180
•• 2,2%2,2% DAS BARRAGENS CONSTRUÍDAS ANTES DE 1950
• MENOS DE 0,5%0,5% DAS BARRAGENS CONSTRUÍDAS DEPOIS DE 19511951
•• 70%70% DOS ACIDENTES OCORRE NOS PRIMEIROS 10 10 ANOSANOS APÓS CONSTRUÇÃO
•• 70% 70% DAS ROTURAS OCORRERAM EM BARRAGENS COM ALTURAS INFERIORES A 30 mA 30 m
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ANÁLISE ESTATÍSTICA MUNDIAL DE ACIDENTES (1930-1992)
Taxas deRotura/(bar.)
(ano)
Número deBarragens em
Portugal( CNGB, 1992 )
IntervaloExpectável
entre Roturas(anos)
Gravidade 1,6 10-5 32 1953Arco 4,5 10-5 19 1169
Contrafortes 6,8 10-5 6 2450Terra 4,9 10-6 28 7288
Enrocamento 3,9 10-5 6 4273
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Acidente de Malpasset ( França, 1959)
Regulamento de Segurança Francês (1966)
Decreto de Maio (1968)
Torna obrigatório a preparação de planos de alerta e de socorro às populações a jusante
Mapas de inundação a jusante
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E.U.A. (1977), Presidente Carter (Teton)
Recomendações Federais para Segurança de Barragens
1979 - Adoptadas e implementadas pelas agências federais
Planos de Acção de Emergência
Envolvimento das autoridades locais
E.U.A. (1981), U.S. Army Corps of Engineers
Programa de Inspecção Nacional
9000 barragens - 1/3 segurança deficiente
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SEGURANÇA DE BARRAGENS
A SEGURANÇA ABSOLUTA DAS BARRAGENS NÃO PODE SER GARANTIDA
•A segurança (da barragem) pode ser definida como a capacidade da barragem para satisfazer as exigências de comportamento necessárias para evitar incidentes a acidentes (RSB, artigo 3º).
Nível Objectivo, de acordo com a quantificação tecnicamente possível do grau de certeza na capacidade de evitar incidentes e acidentes;
Nível Subjectivo, de acordo com a caracterização da percepção da confiança, individual e social, suscitada por uma determinada barragem ou conjunto de barragens e do relativo grau de incerteza na ocorrência de acidentes.
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• uma confiança extrema na segurança das barragens e na respectiva exploração, admitindo que todos os aspectos foram adequadamente considerados durante o projecto (ponto de vista do especialista), ou em resultado de uma fé absoluta no poder da ciência e da tecnologia (ponto de vista do crente na eficácia do progresso tecnológico);
• uma forte suspeita, que pode degenerar em aversão e terror, pelas consequências incertas e desconhecidas induzidas por uma ameaça tecnológica e pelas alterações nas condições ambientais naturais, impostas aos cidadãos que habitam o vale a jusante.
PERCEPÇÃO PÚBLICA
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11,5
22,5
33,5
44,5
5R
ural
1
City
of
Silv
es
Rur
al 2
City
of
Port
imão
Dam break
Earthquake
Housing f ire
Floods
Big construct. failures (i.e. bridges)
Florest f ire
37,1
42,3
19,5
25,841
40,7
12,310,3
41,5
24,7
6,4
28,8
31,7
23,7
6,87,3
0 20 40 60 80 100
Rural 1
City of Silves
Rural 2
City of Portimão
not possible to occur very unlikely possible to occur
possible to occur very likely possible to occur
PROJECTO NATO PO-FLOODRISK (1994-2002)(IST, LNEC, EDP, INAG, SNBPC)
Primeiro trabalho de campo de percepção social do risco (barragens) alguma vez realizado em Portugal (L. Lima e D. Silva)
Rio Arade
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SEGURANÇA INTEGRADA
TÉC
NIC
O-O
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NA
L
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TÃO
DO
RIS
CO
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CONCEITO INTEGRADO DE SEGURANCONCEITO INTEGRADO DE SEGURANÇÇAA
Minimização de Probabilidade de Acidentes
Projecto, construção e exploração
EMERGÊNCIA E GESTÃO DO RISCO
MONITORIZAÇÃOTECNICO-OPERACIONAL
Observação e controlo do comportamento
Planeamento e organização durante a construção e a
exploração
Antecipação e mitigação de danos no vale a jusante
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TÉCNICO-OPERACIONALMONITORIZAÇÃO/ OBSERVAÇÃO
EMERGÊNCIA E GESTÃO DE RISCO
Sistema barragem/albufeira Sist. sócio-económico no vale a jusante
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• 86% DAS VÍTIMAS OCORRERAM EM ACIDENTES COM BARRAGENS DE ALTURA COMPREENDIDA ENTRE 6 m E 15 m
• 99% DAS VÍTIMAS LOCALIZARAM-SE NOS PRIMEIROS 24 kM A JUSANTE DAS BARRAGENS.
E.U.A. - BUREAU OF RECLAMATION (1998)PERIODO: 1960-1996
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Perdas de vidas humanas referentes a residentes, trabalhadores ou temporários (turistas ou vigilantes) na área potencial de inundação, conjunto definido genericamente por população em risco (PER)Danos económicos, aqueles que podem ter uma expressão directa de base monetária. estes danos podem ser subdivididos, consoante o tipo de ocupação de solo, em:
– Perdas de bens agrícolas – culturas perdidas, máquinas e alfaias agrícolas e prédios rústicos
– Perdas de gado– Perdas de áreas florestais– Perdas de bens residenciais – edifícios residenciais e colectivos e
equipamentos sociais– Perdas de bens em zonas industriais – instalações fabris e
equipamentos ou infra-estruturas económicas– Perdas de bens em zonas comerciais – edifícios de escritórios e
empresas– Perdas de infra-estruturas e serviços públicos
CONSEQUÊNCIAS - DANOS
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Génese do Risco associado a Cheias
Cheia perigosa
IntensidadeProbabilidadeFrequência
Vulnerabilidade de bens à cheia
Exposição de bens vulneráveis
à cheia
RISCO
Danos sob efeito do impacto da cheia
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Risco = Valor expectável dos danos/período de tempo
Risco = Probabilidade x Vulnerabilidade x Exposição
RISCO = (Probabilidade da cadeia de acontecimentos desde a origem até ao impacto) x (Consequências de impacto da cheia)
00
VxVDxProbabilidade
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R.S.B. (1990)
RISCO EFECTIVORISCO EFECTIVO = PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA DO ACIDENTE x RISCO POTENCIAL
CONSEQUÊNCIAS CONSEQUÊNCIAS
(PERDAS)(PERDAS)
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∑=•=
iii C )A(P
iasConsequênc)A(PRISCO
i = cenários de acidente
Avaliação e Análise do Risco
Quantificação do Risco
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ProbabilidadeOperador verbal
Quase certo
0,90 – 0,995
0,99Virtualmente certo0,75 – 0,900,9Muito provável
Sorte
0,45 – 0,55
0,5Completamente incerto0,02 – 0,0150,1Muito pouco provável
Quase impossível
0 - 0,05
0,01Virtualmente impossível
Adaptado de Vick (Water Power, Maio de 1997)
Comunicação
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O risco nos vales a jusante de barragens é, em geral, considerado nos seguintes domínios principais:
• nos métodos de avaliação de soluções alternativas de projecto e de dimensionamento, em obras novas e de reforço ou reabilitação, introduzindo critérios baseados em riscos admissíveis;
• no cumprimento dos regulamentos e normas de segurança mais actualizados que graduam o nível dos procedimentos de segurança, exigidos durante as diversas fases da vida da obra, pelo risco induzido a jusante;
• no estabelecimento de sistemas, mais completos e eficazes, de protecção das populações nos vales, nomeadamente no que concerne o planeamento de acções orientadas para eventuais fases de emergência, incluindo a informação pública;
• na fundamentação e desenvolvimento de metodologias para implementação de sistemas integrados de defesa não-estrutural, nos vales e bacias hidrográficas, através da aplicação de critérios de ocupação do solo, tendo em conta os zonamentos de riscos potenciais hidrodinâmicos resultantes dos diferentes tipos de cheias que possam ocorrer no vale;
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•no enriquecimento dos instrumentos de apoio à decisão, no que concerne a partilha de responsabilidades da sociedade, nas fases de discussão e de negociação relativas à construção de infra-estruturas hidráulicas ou outras tendo em conta a percepção pública dos riscos(e a progressiva resistência manifestada) e a melhor forma de caracterizar, objectiva e subjectivamente, os mesmos;
•na resposta à evolução das sociedades democráticas no sentido da participação e discussão pública nas decisões do desenvolvimento e nas questões ambientais;
•e, finalmente, na tendência que se desenvolveu nas últimas duas ou três décadas nas sociedades ocidentais, em particular nos EUA, que éo crescente grau de responsabilização e vitimização envolvendo acidentes, reais ou potenciais.
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Dimensão social:Percepção social → caracterização não quantitativa dependente de valores e culturas
RISCO Dimensão objectiva:−Definição técnica−Caracterização quantitativa
Dimensão subjectiva:−Percepção individual → decisão individual
Dimensões do conceito risco.
Dimensão ético-jurídica:Princípios→ legalidade, participação, precaução...
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O risco não pode ser eliminado totalmente, logo tem de ser gerido.
I. of Civil Engineers, 1996
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GESTÃO DO RISCO NOS VALES
CONTROLO OU MITIGAÇÃO DOS POTENCIAIS DANOS INDUZIDOS POR ACIDENTES OU INCIDENTES EM BARRAGENS
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Exemplo de estrutura da gestão do risco.
Gestão do risco
Avaliação do risco Controlo e mitigaçãoDecisão
Análise do risco
Apreciação do risco
(residual)
Critérios de tolerabilidade
Ética
Comunicação do risco
Prevenção e protecção
Resposta a crises
Percepção do risco
Direito
Monitorização
S. Aviso
P. Emergência
Protecção Civil
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ESQUEMA OPERACIONAL DA GESTÃO DO RISCO
AVALIAÇÃO DO RISCO
Probabilidade do evento perigoso (ruptura)
Consequências do evento perigoso (ruptura)
Risco estimado (R)
Comparação com RSA
Comunicação do risco
Eventuais medidas mitigadoras do risco
Informação do público e percepção
ind. do risco
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Factores internos
Factores de fronteira
SismoFactores externos
Nível variável
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Factores incidentsEventos inicializadores
Cenários
BarragemResposta do sistema
Ruptura de BarragemResultado crítico
Propagação e inundação do valeResposta do sistema vale
Cheia induzida
Vítimas humanasFactores de exposição e de vulnerabilidade
Danos materiais, ambientais e outros
Risco de ruptura de uma barragem.
Cadeia de causas-efeitos.
(Probabilidades condicionadas)
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Barragem rompe?
S
N
Barragem galgada
S
N
0,9999
0,1
0,1
0,01
0,99
Ocorre sismo
S
N
0,0001
0,9999
Análise do risco – exemplo (árvore de eventos) – Resposta da barragem
Probabilidade de rotura (por ano) de uma barragem
Caudal afluente?
>
Q cheia projecto
N>NMC?
S
N
N>Cota do coroamento?
S
N 0,99
Barragem rompe?
S
N
0,9
0,1
9 x 10-7
9,9 x 10-6
Erosões internas
S
N
0,0001
Ocorre deslizamento
de encosta
S
N
Barragem rompe?
S
N
8,9 x 10-6
Barragem rompe?
S
N
9,9 x 10-6
0,009
0,09
0,001
0,01
S
N
0,001
0,999
0,1
0,9
PR= 2,96 x 10-5
Ni
Nível na albufeira
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S.Aviso
PR19x10-7 0,4
Época húmida
Fim de semana
Noite2/7
12/24Dia de semana
Época seca
0,6
5/7
12/24
NEV1iFV1
S
Vulnerabilidade
NPR = Nº de pessoas expostas ao risco
FV = Factor de vulnerabilidade(cidade, sáude, informação, evacuação, p. emergência...)
[ ] [ ] i11V3E2E1E1Ri xNPR...xFxxPxPPxPR =
ÁRVORE DE EXPOSIÇÃO E VULNERABILIDADES (VALE A JUSANTE)
Dia
Não
Sim
NEV = FV . NPR
Barragem Vale/exposição
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CatástrofeCríticaSériaMarginal
“Aceitável“DesprezávelNão acção“
Improvável1 / 100 unid. tempo
Indesejável“Aceitável“DesprezávelRemota1 / 10 unid. tempo
“Indesejável“Aceitável“Ocasional 1 / unid. tempo
““Indesejável“Aceitávelse controlado
Provável10 / unid. de tempo
InaceitavelEliminado
TransferidoInaceitavelInaceitavel
IndesejávelDeve ser evitado
Controlo necessário
IndesejávelFrequente100 ocorrências / unid. tempo
Quase NulaProbabilidade
Consequência
Análise qualitativa – matriz do risco
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Avaliação dos riscos a jusante
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a) b)
Ruptura total e instantânea de uma barragem:a) frente de onda em leito seco a jusante;b) frente de onda com escoamento inicial a jusante.
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t= 2,5min t= 4,5min t= 6,5min
1 2 3 4 5 6Barragem deCastelo do Bode
Q = 20.000 m /sD 3
81,00
(km)
(NPA = 121,00)
A. Betâmio de Almeida
Cau
dal M
áxim
o da
Che
ia
(m s)3/
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3,7 × 104611980Hirakud (Índia)
3,7 × 103351977Salles Oliveira (Brasil)
6,5 × 104831976Teton (EUA)
1,5 × 103151972Middle Fork (EUA)
1,0 × 104481964Swift (EUA)
9,7 × 103541960Orós (Brasil)
Caudal máximo(m3/s)
Altura da barragem
(m)
Ano de ruptura
Barragem
Caudais máximos de ruptura estimados em acidentes reais.
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18
16
14
12
10
80 2 4 6 8 10 12 14
Distância (km)
Caudal Q(
P
10 m /s)3 3
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150
160
170
180
190
200
Cot
a de
águ
a (m
)
0 5 10 15 20 25
Tempo (min)
A
B
Variação típica do nível de água, motivada por ruptura de uma barragem, em duas secções diferentes do rio no vale a jusante:A - mais próxima;B - mais afastada.
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0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
60
50
40
30
20
Distância à barragemde Ricobayo (km)
Mira
nda
Pic
ote
Ric
obay
o
Villa
lcam
po
Cas
tro
Bem
post
a
Ald
eiad
ávila
Sau
celle
Poci
nho
a) Cenário I
Velocidade média de propagação(km/h)
b) Cenário II
Velocidade média de propagação(km/h)
0 20 40 60 80 100 120
100
80
60
40
20
Alm
endr
a
Alde
iadá
vila
Sauc
elle
Poc
inho
Distância à barragemde Almendra (km)
Velocidades médias da propagação da onda de cheia no rio Douro (Estudo de ruptura de barragens -Cenário I e Cenário II).
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IMPACT ~ Breach Formation (WP2)
Overview(4th IMPACT WS)
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Breach Formation Work Programme
Year 1:
• 2 x 6m field tests in Norway
• 9 x 0.6m lab tests at Wallingford
• Widen numerical modelling team and integrate modelling programme with field and lab
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Breach Formation Work Programme
Year 2:
• 3 x 6m field tests in Norway
• 13 x 0.6m lab tests at Wallingford
• Numerical modelling integrates with field and lab modelling
• Initiate breach location work (factors and methodology)
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• Caracterização das VulnerabilidadesAprofundamento do conhecimento e da caracterização
RESCDAM, 2002
Zona de perigo
Pessoas - vulnerabilidade Edificações - vulnerabilidade
% Danos
Altura de água
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Hydrodynamic impact index (vxd) Hydrodynamic impact index (vxd) -- Stage 1Stage 1
Low danger (0.1-0.5)
m2/s
H. life danger (0.5-1.0)Building danger (1-5)High danger (>5)kilometers
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Caracterização das zonas inundáveis
Estudo hidrodinâmico da cheia (onda de inundação)
CENÁRIOS DE RUPTURACONDIÇÕES INICIAIS
RESULTADOS
ÁREA INUNDADA (ESCALA)
ALTURA MÁXIMA (H)
VELOCIDADE MÁXIMA (V)
TEMPO DE CHEGADA DA ONDA
TEMPO DE OCORRÊNCIA DA ALTURA MÁXIMA
TEMPO DE PERMANÊNCIA DE ALTURAS ELEVADAS
PERIGOSIDADE HIDRÁULICA (H X V)
(VOLUME DE SEDIMENTOS / EROSÃO-DEPOSIÇÃO)
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Apreciação do Risco
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Acção/CargaProb(1)
RespostaProb(2)
ResultadoProb(3)
ExposiçãoVulnerabilidade
Prob(4)Danos
Medidas
ZonamentoRestriçõesOcupação
Risco Tolerável
Sim
Não
Controlo e Mitigação
Apreciação
ReforçoEstrutural
ModificaçõesEstruturaisInspecções
NormasMonitorizaçãoInstrumentos
Monitorização Sistema de AvisoPlanos de
Emergência
Risco R
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As Low As Reasonably Practicable - ALARP
(Adaptado de UK HSE, 1999)
?
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RISCO SOCIALMENTE ACEITÁVEL
Recentemente, tem vindo cada vez mais a ser considerado um critérios de aceitabilidade baseado em valores limite para o risco deum acidente, que a Sociedade aceitaria, em função das perdas estimadas em resultados desse acidente: é o conceito de Risco Socialmente Aceitável (RSA).
Atendendo à importância que o número de vítimas humanas tem na apreciação do risco, os critérios de RSA são, em geral, baseados na NEV (exemplo: critério de ANCOLD).
A analogia e comparação com diferentes situações é muito importante. Exemplo: a probabilidade de morte natural para os indivíduos do Ocidente (10 - 3 por ano para pessoas com idade inferior a 60 anos) é uma referência.
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O conceito de RSA é uma resposta ao problema recorrente traduzido pela pergunta: ”Quão seguro deve ser o suficientemente seguro?”.
O RSA é uma resposta em nome de uma comunidade relativamente numerosa sem ter em cota os interesses ou as percepções individuais de cada pessoa.
É uma resposta que se pretende ser ética e justa, que pode justificar uma decisão sobre a existência de algo que vai corresponder a um risco ou a uma medida restritiva como o zonamento e o controlo da ocupação do solo.
A. Betâmio de Almeida
Adaptado de A. Desroches
Tolerável (ALARP)
Tolerável Tolerável
dos danos
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10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
10-71 10 100 1000 10000
Número potencial expectável de vítimas
Inaceitável
Cheia 100 000 anos+ sismo 100 000 anos
Aceitável
Probabilidade anual de
ocorrência
B.C. Hydro Societal Risk
Barragens provocandodanos muito
elevados
Critério de aceitação do risco por parte da sociedade (B.C. Hydro).
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Critério RSA da ANCOLD.
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
Riscos inaceitáveis
Limite
Objectivo
Riscos aceitáveis
Zona onde os riscos
devem ser tão baixos
quanto o possível
Probabilidadederuptura por barragem e por
ano com número expectável de vítimas N
≥
N, número expectável de vítimas resultantesda ruptura da barragem
1 10 102 103 104
(ALARP)
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Medidas de mitigação
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RISCO = Probabilidade (Intensidade) x Exposição x Vulnerabilidade
Medidas de prevenção – mitigação do risco
1ª estratégia
- amortecimento de caudais
- diques de protecção
...
2ª estratégia
- zonamento
- restrições à ocupação de zonas inundáveis
- evacuação
...
3ª estratégia
- aumentar resistências
- seguros
- adaptação urbanística
...
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Rcal > RSA → Tomada de decisão↓
Testes↓
NE3
N - NecessidadeE - EficáciaE - EficiênciaE - Equidade
Barragem existente / Barragem com projecto → diferenças
Envolvem valores
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RISCOS A JUSANTE NOS REGULAMENTOS E NORMAS DE SEGURANÇA
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Âmbito e Evolução dos regulamentos de segurança
– Passou da garantia de segurança (coeficiente de segurança) para uma caracterização probabilística da segurança
– Passou a integrar a barragem, a albufeira e o vale a jusante
– Passou a estar integrado no conceito de gestão do risco
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R.S.B. (1990)
REGULAMENTO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS (RSB)
> 15 m
> 100 000 m3> 100 000 m3
> 15 m
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CARACTERÍSTICAS DA LEGISLAÇÃO (RSB)
Admite a possibilidade de Ocorrência excepcional que pode conduzirà ruptura de componentes estruturais da barragem
acidentes.
Cenários de Rotura
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Capítulo III – Medidas de Protecção CivilArtº 42
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Capítulo III – Medidas de Protecção CivilArtº 44Planos de emergência
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Capítulo III – Medidas de Protecção CivilArtº 45Sistema de aviso e alerta, evacuação, detecção de perigo, perigo eminente
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RSB
Gestão de riscosMitigação de efeitos a jusante
• MAPAS DE INUNDAÇÃO• BASE ORIENTADORA DA OCUPAÇÃO DO SOLO• CARACTERIZAÇÃO OU ZONAMENTO DO RISCO POTENCIAL• SISTEMAS DE AVISO E ALERTA• PLANO DE EMERGÊNCIA (PROTECÇÃO CIVIL)• PLANOS DE CONTINGÊNCIA (EVACUAÇÃO)
SEGURANÇA ACRESCIDA
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Indicadores e limiares de emergência
S.A.D.
Previsão
Notificação da cadeia
de decisão
Tomada de decisão
Declaração denível de emergência
Aviso
Detecção remota
Detecção longínqua
Exterior
Zona próxima
Detecção na albufeira e amontante
Detecção na barragem
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A. Betâmio de Almeida
Loss of life – low warning and zero warning (from US Bureau of Reclamation, 1989)
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Recommended Fatality Rate for Estimating Loss of Life Resulting from Dam Failure with no Warning (W. Graham)
0 to 0.020.01LOW
0.03 to 0.350.15MEDIUM
0.30 to 1.000.75HIGH
Suggested RangeSuggested
Fatality RateFlood Severity
Effect of early warning on fatalities after a dam-break(in Plate, 1997, adapted from Von Thun, 1987)
The warning initiation time is probably the most important factor of the estimation of the loss of life. The availability of emergency action plans also influences when a dam failure warning would be initiated.Based on BROWN and GRAHAM, 1988, the following empirical equations are proposed for estimating the loss of life (LOL) when there is a warning system:- warning time is less than 15 minutes LOL = 0.5 (PAR);- warning time is between 15 and 20 minutes LOL = PAR0.6;- warning time is more than 90 minutes LOL = 0.0002 (PAR).Warning time used in the equations is defined as the elapsed time between the initiation of an official evacuation warning to the public and the arrival of the flood wave at PAR. In Figure 2.19 it is shown the positive effect of early warning on fatalities after a dam failure.
A. Betâmio de Almeida
Arade Valley. Population at Risk (PAR) and Expected Loss of Life (LOL)
LOLRisk Zone
Time of(i)Flood Arrival
(min)
PAR(1999) a) b)
LandOccupation
Pattern
1 < 15 674 516 337 Rural
2 15 – 30 549 412 44 Rural
3 30 3694 2770 138 Town ofSilves
4 30 – 60 3212 481 127 Rural
5 75 905 136 59 Town ofPortimão
(i) According to 1-D hydrodynamic modela) Without warning systemb) With warning system
A. Betâmio de Almeida
B. Alqueva
Plano de emergência
(EDIA – LNEC)
A. Betâmio de Almeida
Um sistema de aviso contra um perigo reconhecido deverápossuir as seguintes características e potencialidades:
• obter informação sobre uma emergência iminente;• comunicar a informação aos que dela necessitam;• proporcionar decisões correctas e respostas ou reacções
em tempo oportuno.
Sistema de aviso
A. Betâmio de Almeida
CB
P
CN
NR
NR
RIO
VIDEO
SISTEMA DE ALARMESISTEMA DE ALARME
A. Betâmio de Almeida
FACTOR CRÍTICO• Tempo de avanço de alarme TAA
– detecção e interpretação TDI– início da rotura TIR– formação da brecha de rotura TFR
TAA = TDI + TIR + TFR
SISTEMA DE AVISO
A. Betâmio de Almeida
Sistema de aviso
• EFICAZ (nº de pessoas potencialmente protegidas- grau de protecção)
• ROBUSTO (grau de operacionalidade)
• CREDÍVEL (funcionar quando deve, sem falsos alarmes- grau de credibilidade)
A. Betâmio de Almeida
Factores da mensagem de aviso - tendentes a melhorar a eficácia do sistema de aviso:
• A origem da mensagem deve ser bem identificada.• O perigo em causa deve ser bem identificado sem ambiguidade.• A mensagem deve incluir indicações sobre o que fazer para
incrementar a segurança ou diminuir a probabilidade de ocorrência de vítimas.
• A mensagem deverá identificar a localização do perigo e as zonas em perigo.
• Os avisos ao público deverão incluir o tempo disponível para a população se pôr a salvo.
• As mensagens repetitivas devem evitar inconsistências.• A mensagem deve ser elaborada com clareza, rigor e firmeza.
Sistemas de aviso
A. Betâmio de Almeida
Factores do receptor da mensagem - tendentes a contribuir para uma adequada resposta à mensagem por parte do destinatário:
• Atributos físicos (distância, capacidade de audição, etc)• Atributos sociais
– Família e comunidade– Recursos económicos– Cultura– Actividade profissional– Estatuto social
• Atributos psicológicos– Conhecimento (dos perigos, dos planos de acção, etc)– Cognição ( optimismo, fatalismo, stress, etc)– Experiência
• Atributos fisiológicos– Deficiências físicas ou mentais
Sistema de aviso
A. Betâmio de Almeida
A. Protecção do vale a jusante (Protecção Civil) e avaliação de impactes
Classificação – parâmetros de projecto e procedimentos
Metodologia:
Análise parcial do risco (sem probabilidades)
Consequências (danos) Máximas Prováveis a Jusante (NEVitimas)
Cenários de rotura convencionados
Situação em Portugal: em aplicação progressiva
VALES COM BARRAGENS - Finalidade dos estudos
A. Betâmio de Almeida
Decisão:
• Mitigação do Risco
• Diminuição de vulnerabilidades
• Sistema de Aviso
• Planeamento de emergência
• Plano de evacuação e de contingência
• Zonamento do risco
Contexto:
• Aplicação do RSB
• Projecto de novas barragens (e.g. B. Alqueva)
• Barragens existentes
VALES COM BARRAGENS - Finalidade dos estudos
A. Betâmio de Almeida
Soluções alternativas com incidência na segurança
Metodologia:
Análise do risco (com probabilidades ou equivalente)
Apreciação do risco – critérios de aceitação (RSA)
Cenários e consequências prováveis (plausíveis)
Decisão:
Prevenção e controlo – optimização (custo-benefício-risco)
Critérios de aceitação e de triagem
Medidas de segurança (reabilitação, reforço, abandono e demolição)
Contexto:
Aplicação do RSB
barragens existentes (antigas)
projecto de novas barragens
Situação em Portugal: em fase de desenvolvimento
VALES COM BARRAGENS - Finalidade dos estudos
A. Betâmio de Almeida
SEGURANÇA INTEGRADABarragem / Vale
TÉC
NIC
O-O
PER
ACIO
NAL
MO
NIT
OR
IZA
ÇÃO
VIG
ILÂN
CIA
GES
TÃO
DO
RIS
CO
EMER
GÊN
CIA
Medidas normais de qualidade de projecto e construção e de controlode operação/exploração
Observação e análise Medidas de urgênciapré-programadas
Car
tas
de
risco
Previsão de situações Controlo de níveisde risco
Con
trolo
da
ocup
ação
do
vale
Medidas de prevençãoespeciais
Declaração de níveis de emergência
Acompanhamento da situação
Plano Interno (P.E.I.)
Aplicação de planosde emergência
NotificaçãoAviso próximo
Plano Externo (P.E.E.)
Protecção civil
Aviso no vale
Evacuação
Esquema geral do sistema de segurança integrada aplicado ao conjunto barragem-vales.
A. Betâmio de Almeida
Não se podem resolver problemas correntes com o senso comum.
Problemas correntes resultam precisamente do senso comum.
A. Einstein