7_BARRAGENS_2013

BARRAGENS:

Obras de engenharia que visam a conteno de grandes volumes de gua em reservatrios, atravs de estruturas construdas com solo ou outro material.

Obras de grande complexidade tcnica, onde a correta aplicao dos conceitos da Mecnica dos Solos de fundamental importncia.

-- Tratamento das fundaes;

-- Drenagem interna e Percolao;

-- Tratamento dos caminhos preferenciais de percolao;

-- Estabilidade de taludes;

-- Anlise de tenses e deformaes

-- Construo terraplenagem (escavao, carga, transporte e compactao (execuo + controle)

Grupo Geotecnia - FURG

Escola de Engenharia

Universidade Federal do Rio Grande - FURG

Barragens de Terra Prof. Cesar Alberto Ruver

BARRAGENS:

Projeto: (a) obra; (b) ambiente

Obra: (a) Objetivo

(b) Tipo de Barragem;

(c) Arranjo da obra;

(d) Dimensionamento

Barragem deformao, estabilidade e estanqueidade;

Acessrios vertedouro, canais, tneis, etc

(e) Metodologia construtiva;

(f) Cronograma;

(g) Custo lucro;

(h) Monitoramento;

Ambiente: (a) Clima;

(b) Hidrologia;

(c) Morfologia topografia;

(d) Geologia e geotecnia;

(e) Impactos ambientais e sociais





Objetivo;

Balano hdrico;

Relevo;

Geotecnia;

Materiais e jazidas;

Impactos ambientais e

sociais

VIABILIADDE

Tcnica;

Econmica;

Social

BARRAGENS:

Obra de maior influncia no meio ambiente paisagem;

Modifica o regime do rio;

Cria reservatrio;

Aumenta o NA do entorno;

Cria gradiente hidrulicos (i) presso de gua





Fonte: http://3.bp.blogspot.com/-G0vjGwgOgdM/TVMvYVI9jFI/AAAAAAAAAd8/d-CZ3BPkBTg/s1600/BELOMONTE2011.jpg

Fonte: http://ecos.domtotal.com/wp-content/uploads/2011/08/protesto_belomonte2.jpg

BARRAGENS:

Obras polmicas





Jornal Correio do Povo, 15/03/13, pg 14

BARRAGENS:

Obras polmicas





ITA/SC Antes

http://img329.imageshack.us/img329/6362/acidvelha06gifpw3.jpg

Depois

http://mw2.google.com/mw-panoramio/photos/medium/69002463.jpg

Classificao das barragens:

1) Quanto finalidade do projeto de aproveitamento dos

recursos hdricos:

a) Regularizao

Superavit: acumula

Deficit: abastece

a) Conteno

Reteno e evitar enchentes

Conteno de residuos





Classificao das barragens:

1) Quanto finalidade do projeto de aproveitamento dos

recursos hdricos: a) Irrigao

b) Conteno de cheias

c) Regularizao de vazo

d) Navegao interior

e) Gerao de energia eltrica

f) Recreao e paisagismo

g) Pesca e piscicultura

h) Conteno de descarga slida

i) Conteno de resduos industriais ou de minerao

j) Fins ecolgicos

k) Abastecimento urbano ou regional





Objetivos

especficos

Dificilmente

consegue

finalidades

mltiplas

2) Quanto ao tipo de material de construo:

a) Concreto:

a.1) Arco

a.2) Gravidade






b) Terra:

b.1) Homognea (um s material)

b.2) Zoneadas

b.2.1) Enrocamento com ncleo de argilas

b.2.2) Abas de material granular com ncleo de argila






c) Mistas:

c.1) Enrocamento ou terra com paramento de montante ou muro

c.2) Interior de concreto, ao, asfalto






c) Mistas:

c.1) Enrocamento ou terra com paramento de montante ou muro

c.2) Interior de concreto, ao, asfalto






d) No convencionais:

d.1) Gabio

d.2) Madeira

d.3) Alvenaria gravidade










Ncleo espesso

Ncleo delgado

Ncleo inclinado

Sees clssicas de barragens de terra:

A escolha do tipo de seo no pode ser rgida/fixa, pois depende dos materiais disponveis na regio da obra, das caractersticas do

terreno de fundao e das ombreiras do vale no tem padro

Dos materiais que iro compor a barragem exige-se: resistncia, que garanta a estabilidade da barragem, e impermeabilidade, que

garanta sua estanqueidade. A primeira depende da resistncia ao

cisalhamento, e os melhores materiais seriam os mais grossos (com

mais atrito), mas estes no garantem impermeabilidade. A

impermeabilidade pode ser obtida por materiais finos (argilosos),

mas em geral estes tm baixa resistncia.





Sees clssicas de barragens de terra: Seo de uma barragem a forma e composio que se observa em

um corte vertical e normal ao seu eixo.





Frente Base

Breve descrio de algumas partes constituintes de uma barragem de terra:





TOMADA DGUA

Breve descrio de algumas partes constituintes de uma barragem de terra:

A. VERTEDOR OU SANGRADOURO (SPILLWAY):

Em barragens de terra, sempre catastrfico que a gua passe sobre a crista e

escorra sobre o talude de jusante, provocando a eroso deste. Por isso se adota

uma estrutura auxiliar,denominada vertedor, que permite o alvio do reservatrio

quando este atinge sua capacidade mxima. Geralmente o vertedor de alvenaria

ou de concreto, pois deve dissipar a energia da gua sem sofrer eroso. O vertedor

deve ser sucedido por um canal de desafogo.

Seu projeto matria de Hidrulica. Suas fundaes so similares s de qualquer

outra estrutura sujeita eroso da gua superficial e ao fluxo de infiltrao.

O grau de proteo contra a eroso est governado pelo custo de manuteno e

pela frequncia com que se espera que funcione o vertedor.





B. DRENOS:

Toda barragem de seo homognea, com altura maior do que 6 a 8 m, deve ter

algum dreno no talude de jusante, construdo com material mais permevel que o

que forma a seo, para reduzir as poro-presses no corpo da barragem,

aumentando a estabilidade, e para canalizar o fluxo de gua evitando o arraste de

material fino que constitui o corpo da barragem.

C. FILTROS:

Sempre que houver contato entre dois materiais de granulometrias muito

diferentes, haver a necessidade de se colocar filtros entre eles para evitar que a

gua transporte os finos. As partculas mais finas deslocadas pela gua podem

preencher os vazios do material mais grosso, contaminando-o, ou ainda atravessar

o material mais grosso, provocando o piping.

Colocam-se filtros nos drenos de uma barragem homognea, entre as diferentes

capas de uma seo graduada e entre o ncleo e os respaldos de uma barragem

de terra e enrocamento.





D. NCLEO IMPERMEVEL:

construdo para garantir a estanqueidade em uma barragem de enrocamento.

Deve ser executado com o material mais impermevel que se tenha no local. Pode

ser um ncleo vertical ou inclinado para montante.

E. POOS DE ALVIO:

Quando a fundao de uma barragem constituda de materiais impermeveis

alternados com capas de materiais permeveis, provvel que nestes ltimos se

desenvolva forte presso na gua, produzindo subpresses, e podendo resultar em

fissuras nas camadas superiores impermeveis.

Para evitar isso, instalam-se drenos verticais que cheguem s zonas de altas

presses a fim de alivi-las. Estes poos de alvio so instalados a pequena

distncia do talude de jusante. Em geral so formados por furos de 50 cm a 1,0 m

de dimetro, nos quais se instala um tubo ranhurado de 20 a 40 cm de dimetro,

rodeado por um filtro, para evitar que o material fino obstrua a passagem de gua.





F. TOMADA DGUA:

Os condutos para as obras de tomada dgua das barragens de terra so

elementos delicados, devendo ser construdos com muito cuidado, pois j foram

causa de rupturas importantes no passado. So feitos em concreto e podem se

desenvolver por tneis, atravs das ombreiras, ou em tubos atravs da prpria

barragem. O primeiro considerado o mais seguro, j que a passagem de tubos

pela barragem de terra produz um caminho preferencial de percolao de gua,

podendo resultar em piping. Se for feito um conduto atravs da barragem, deve-se ter cuidado redobrado com a compactao em torno daquele.

G. MUROS DE CONTENO:

s vezes se faz necessrio construir muros de arrimo entre diferentes elementos

estruturais de terra, ou no canal de sada do vertedor.





F. TOMADA DGUA:

Os condutos para as obras de tomada dgua das barragens de terra so

elementos delicados, devendo ser construdos com muito cuidado, pois j foram

causa de rupturas importantes no passado. So feitos em concreto e podem se

desenvolver por tneis, atravs das ombreiras, ou em tubos atravs da prpria

barragem. O primeiro considerado o mais seguro, j que a passagem de tubos

pela barragem de terra produz um caminho preferencial de percolao de gua,

podendo resultar em piping. Se for feito um conduto atravs da barragem, deve-se ter cuidado redobrado com a compactao em torno daquele.

G. MUROS DE CONTENO:

s vezes se faz necessrio construir muros de arrimo entre diferentes elementos

estruturais de terra, ou no canal de sada do vertedor.





Vida til da Barragem:

1. Projeto

Conjunto de investigaes, estudos e anlise

Tipo de obras viabilidade tcnica/econmica/social

Metodologia construtiva

2. Construo

Execuo dos projetos barragem e obras auxiliares

Fim enchimento da barragem

3. Operao

Efetivo funcionamento

Monitoramento Instrumentao e

Manuteno





Manuteno e Operao: No Brasil os acidentes so comuns... em 8 anos (2002 a 2010) ... 3 a 4/ ano

problemas ambientais e mortes;

Pases com programas de segurana: 1 acidente em 10.000/ano

Brasil: 1 acidente por 250/ano! (10 x maior que o tolervel);

Brasil: 8.000 com A > 20 ha (em 2007) (+ RS e Cear).

Inmeras barragens sem dono e sem registro sem manuteno e vistoria;

Lei 12.334 de 31.09.2010 Poltica Nacional de Segurana de Barragens;

Cria Sistema Nacional de Informaes sobre Segurana de Barragens (SNISB) coordenado pela ANA relatrio anual p/ CNRH;

Instrues, atribuies e responsabilidades: projetistas, proprietrios e rgos pblicos (integrao);

Manuteno: programa definido em projeto execuo de responsabilidade do proprietrio (segurana) relatrio de aes e cronograma





Fases do Projeto:

1. Planejamento;

2. Investigaes preliminares;

3. Levantamentos;

4. Inventrio (ex.: estratigrafia extrapolao de poucas sondagens, geofsica);

5. Estudo de Viabilidade (ex.: estratigrafia maior nmero de ensaios);

6. Projeto Bsico;

7. Projeto Executivo;

8. Acompanhamento /Controle





Art. 6, Seo 2, Lei 8.666/1993 (Licitaes):

... IX - Projeto Bsico - conjunto de elementos necessrios e suficientes, com nvel de preciso adequado, para caracterizar a obra ou servio, ou complexo de obras ou servios objeto da licitao, elaborado com base nas

indicaes dos estudos tcnicos preliminares, que assegurem a viabilidade tcnica e o adequado tratamento do

impacto ambiental do empreendimento, e que possibilite a avaliao do custo da obra e a definio dos mtodos e do

prazo de execuo, devendo conter os seguintes elementos:

a) desenvolvimento da soluo escolhida de forma a fornecer viso global da obra e identificar todos os seus elementos

constitutivos com clareza;

b) solues tcnicas globais e localizadas, suficientemente detalhadas, de forma a minimizar a necessidade de

reformulao ou de variantes durante as fases de elaborao do projeto executivo e de realizao das obras e

montagem;

c) identificao dos tipos de servios a executar e de materiais e equipamentos a incorporar obra, bem como suas

especificaes que assegurem os melhores resultados para o empreendimento, sem frustrar o carter competitivo para

a sua execuo;

d) informaes que possibilitem o estudo e a deduo de mtodos construtivos, instalaes provisrias e condies

organizacionais para a obra, sem frustrar o carter competitivo para a sua execuo;

e) subsdios para montagem do plano de licitao e gesto da obra, compreendendo a sua programao, a estratgia

de suprimentos, as normas de fiscalizao e outros dados necessrios em cada caso;

f) oramento detalhado do custo global da obra, fundamentado em quantitativos de servios e fornecimentos

propriamente avaliados;

X - Projeto Executivo - o conjunto dos elementos necessrios e suficientes execuo completa da obra, de acordo

com as normas pertinentes da Associao Brasileira de Normas Tcnicas ABNT...





Art. 7, Seo 2, Lei 8.666/1993 (Licitaes):

... As licitaes para a execuo de obras e para a prestao de servios obedecero ao disposto neste artigo e, em particular, seguinte seqncia:

I - projeto bsico;

II - projeto executivo;

III - execuo das obras e servios.

1o A execuo de cada etapa ser obrigatoriamente precedida da concluso e aprovao, pela autoridade

competente, dos trabalhos relativos s etapas anteriores, exceo do projeto executivo, o qual poder ser

desenvolvido concomitantemente com a execuo das obras e servios, desde que tambm autorizado pela

Administrao.

2o As obras e os servios somente podero ser licitados quando:

I - houver projeto bsico aprovado pela autoridade competente e disponvel para exame dos interessados em participar

do processo licitatrio;

II - existir oramento detalhado em planilhas que expressem a composio de todos os seus custos unitrios;

III - houver previso de recursos oramentrios que assegurem o pagamento das obrigaes decorrentes de obras ou

servios a serem executadas no exerccio financeiro em curso, de acordo com o respectivo cronograma;

IV - o produto dela esperado estiver contemplado nas metas estabelecidas no Plano Plurianual de que trata o art. 165

da Constituio Federal, quando for o caso....





Fases de um projeto de barragem:

1. PLANEJAMENTO:

Comparaes sucessivas:

Custos (econmicos, sociais, ecolgicos).

Benefcios (econmicos, sociais, ecolgicos).

Navegao interior:

Srie de reservatrios.

Eclusas.






Navegao interior:

Eclusas (1 fase)





Fonte:http://4.bp.blogspot.com/_Fik5WcyjwJE/TUGhek2TD3I/AAAAAAAAARY/zGZyxGzji1E/s1600/demoeclu.gif


Navegao interior:

Eclusas (2 fase)







Navegao interior:

Eclusas (3 fase)






Eclusa





Recreao e paisagismo (montante da cidade):

Qualidade da gua.

Cor da gua.

Erodibilidade das margens.

Profundidade das margens.

Conteno de rejeitos:

Deve-se prever um alteamento, que pode ser montante (mais rpido e mais barato) ou jusante (tecnicamente melhor).

Controle de cheias:

Dificuldade de dados hidrolgicos.

Variao do run-off com o tempo (desmatamento, urbanizaes).

Irrigao e uso industrial e urbano.

Hidroeltrica.





Hidroeltrica.





2. INVESTIGAES PRELIMINARES:

Dados:

Hidrolgicos.

Geolgicos.

Geotcnicos.

Materiais existentes.

Ecologia.

3. LEVANTAMENTO:

Anlise mais detalhada dos dados de (2):

Informaes e estudos anteriores.

Reconhecimento do local.

Verificao no local das condies hidrolgicas e geolgicas.

Estimativa aproximada dos benefcios.





Equipe multidisciplinar

TCNICA

+

Deciso poltica

4. INVENTRIO:

Coberturas aerofotogramtricas, mapeamento, levantamentos topogrficos e batimtricos, observaes hidrolgicas e anlises anteriores.

Pode-se fazer um oramento aproximado com base em projetos similares, sees tipo de vertedouro, de barragem...

Com uso de fotogeologia estudar-se- locais alternativos para a barragem e estruturas.

Levantamento geolgico prximo do eixo.

Condies de acesso ao local.

Benfeitorias a serem desapropriadas.

Topografia: definio exata de posies e nveis de cidades, pontes, indstrias.





5. PR-VIABILIDADE E VIABILIDADE:

Desenvolvem-se os esquemas propostos, comparam-se alternativas, busca-se preciso oramentria (em torno de 25 %).

Estudos de laboratrio e campo.

Levantamentos aerofotogramtricos definidos na escala 1:20000 (adotando escalas maiores nas regies mais acidentadas).

Nas reas de reservatrios traam-se curvas de 10 em 10 ou de 5 em 5 metros; nas reas urbanas ou pequenos reservatrios, curvas de 5 em 5

metros.

Alternativas de barragem (escalas 1:5000 ou 1:2000).

Batimetria.

Instalao de postos linimtricos.





Verificao da estabilidade de taludes das reas de reservatrio, eroso, descarga slida e assoreamento.

Execuo de sondagens mecnicas (percusso, rotativa, piezocone, ensaio de perda dgua); sondagens geofsicas (ssmica e eltrica) para fundaes,

ombreiras, reas de emprstimo e pedreiras.

Ensaios de laboratrio: classificao, compactao, compressibilidade, resistncia ao cisalhamento.

Estudo de agregados para concretos e filtros.

Anlise de estabilidade da barragem.

Estudo de problemas de acesso, acampamentos, estradas de servio, com custos de construo e manuteno.

Cadastro de propriedades.

Oramento com 15% de preciso.





6. PROJETO BSICO:

Definio clara das estruturas, das condies de fundao, dos locais dos materiais, condies de transporte. Para isso necessrio investigao

mais intensa:

Sondagens, poos, ensaios de mecnica dos solos e das rochas, permeabilidade in situ, vane de campo.

Modelos reduzidos de hidrulica.

Batimetria detalhada, medies de nveis dgua, vazo, erodibilidade dos taludes naturais.

Temperatura da gua e do ar, vento (direo e velocidade)

Estudo de diversos tipos de seo de barragem.

Oramento com mais de 10 % de preciso.

Ficam definidos: eixo; seo; tipos de estruturas hidrulicas.





7. PROJETO EXECUTIVO:

Clculos de natureza hidrulica, estruturais, estabilidade, deformabilidade, percolao e subpresses.

Detalhamento das diversas estruturas.

Especificaes e normas construtivas.

Tratamento das fundaes.

Planejamento da instrumentao de controle.

Normas de operao.

8. ACOMPANHAMENTO E CONTROLE:

Registro e anlise.





Fatores que influenciam o projeto:

As barragens de terra so as mais adaptveis s condies locais. Podem ser construdas com a maioria dos solos existentes ou combinaes deles.

Podem ser construdas sobre fundaes fracas, compressveis, permeveis,

tm capacidade de se deformar sem ruptura.

A utilizao de bases avantajadas reduz os esforos cisalhantes na fundao. Como estrutura uma barragem deve principalmente: barrar gua

permitindo a passagem em vazios aceitveis, e transmitir as cargas s

fundaes.





O projeto e mtodos construtivos deve levar em considerao e dependem de:

a) Disponibilidade de solos e outros materiais.

b) Condies das fundaes:

Se a fundao em rocha ou solos resistentes pode-se ter taludes ngremes.

Se no, os taludes devem ser mais abatidos. Para se ter taludes ngremes,

usam-se materiais mais resistentes, barragens zoneadas, barragens de

enrocamento com um ncleo argiloso, ou de enrocamento com muros internos

ou com paramentos de concreto ou asfalto. Em rocha fendilhada, usam-se

injees. Em fundaes permeveis, pode ser necessrio impermeabilizao

(cut-off, trincheiras, estacas-prancha, tapete).





c) Condies climticas:

Se a umidade de campo muito superior tima, o processo de reduo da

umidade pode ser caro e demorado. Alm disso, podem ocorrer rupturas na

fase construtiva, devido ao aumento de poro-presso na compactao de solos

muito midos. Durante invernos rigorosos deve-se das preferncia ao trabalho

com solos granulares, j que muito difcil a reduo de umidade dos solos

finos em climas muito frios. Nestas situaes, deve-se reduzir o ncleo ao

mnimo indispensvel, ou optar por materiais manufaturados (concreto, asfalto).

d) Tipo de mo de obra e equipamentos disponveis.

e) Tempo disponvel:

Se a construo rpida com solo argiloso de umidade elevada, pode ocorrer

o aparecimento de poro-presses elevadas, com resistncias mais baixas e

compressibilidade mais alta. Se a fundao argilosa (mole a mdia) e tem

permeabilidade baixa, tambm pode apresentar poro-presses altas. Solues

indicadas: drenos de areia, taludes mais abatidos, drenos no macio.

f) Desvio do rio.





g) Aes de onda:

A altura de onda depende do fetch, direo e intensidade dos ventos. Pra dissipar a energia de onda: abater o talude, usando rip-rap pouco espesso, bordo livre.

h) Determinaes legais e polticas.

i) Funo do reservatrio.

j) Sismicidade: aumento de NA, baixa s e alterao das propriedades das

rochas (cuidar rochas calcrias)

k) Importncia da obra.

l) Geologia Ex.: Fuga de gua

m) Forma e dimenses do vale:

Se o vale tem forma de U: a influncia no projeto pequena. Se o vale tem forma de V: a influncia bem mais importante.





No Brasil??? Sim...

n) Eroso e Assoreamento:

Causa Eroso: Remoo

Efeito Assoreamento: Sedimentao

Eroso hdrica:

(a) fluvial () chuva, declividade, vegetao e solo





n) Eroso e Assoreamento:

Causa Eroso: Remoo

Efeito Assoreamento: Sedimentao

Assoreamento: 3 contribuies Rio principal, afluentes e encosta

Sequncia de assoreamento





Se a contribuio

do afluente for

grande (ex.:

agricultura), deve-

se mudar a

barragem

n) Estabilidade das encostas:

Ruptura de taludes (idem aula de estabilidade de taludes):

1. Causas geolgicas e geotcnicas (tipo de rocha e solo);

2. Causas morfolgicas (revelo e topografia);

3. Causas hidrolgicas (chuvas e variao do NA Du);

4. Causas biolgicas (vegetao);

5. Causas antrpicas

A ruptura em grande volume, causa onda de choque (ex.: barragem de Vajont/Itlia)

o) Contribuies indesejveis:

Cursos com elevada carga de sedimentos, salinidade e dejetos









Etapas construtivas de uma barragem de terra:

1. ALTERAO DO TRAJETO DO RIO;

2. LIMPEZA DO TERRENO DE FUNDAO;

3. ESCAVAO DE TRINCHEIRAS ATRAVS DOS DEPSITOS

PERMEVEIS (se necessria);

4. TRATAMENTO DA FUNDAO AFIM DE MELHORAR SUAS

CONDIES DE PERMEABILIDADE (se necessrio);

5. COLOCAO DOS MATERIAIS QUE CONSTITUEM O CORPO DA

BARRAGEM.





CONDICIONANTES GEOTCNICAS

Tratamento das Fundaes:

Problemas com baixa resistncia;

Compressibilidade ou adensamento (solos moles);

Material muito permevel

PERMEABILIDADE x RESISTNCIA

a) Resistncia e/ou adensamento:

Substituio do material ou tratamento;

Reforo ou estaqueamento;

b) Permeabilidade REDUO DO FLUXO (e no vedao/impermeabilizao = R$)

Como reduzir fluxo ??? Q = K.i.A

Q K e/ou i e/ou A








Solues:

Trincheira de vedao ou cut-off (H limitado pelas equipamento de terraplenagem);

Cortina de injeo;

Parede diafragma








Solues:

4. Tapete drenante;






Drenagem Interna do Macio:

Permeabilidade REDUO DO FLUXO (e no vedao/impermeabilizao = R$)

Nvel aceitveis de segurana (eroso, pipping, manuteno do

reservatrio, etc)

Solues:

1. Filtros (chamin, p, tapete, etc.);






Drenagem Interna do Macio:

Permeabilidade REDUO DO FLUXO (e no vedao/impermeabilizao = R$)

Nvel aceitveis de segurana (eroso, pipping, manuteno do

reservatrio, etc)

Solues:

2. Poos de alvio;

3. Galeria drenantes






Caminhos Preferenciais de Percolao:

Zonas de contato entre materiais composies diferentes

Rocha com aterro argiloso;

Pedregulho com areia;

Concreto com aterro






Anlise de Percolao:

1. Operao (cheio);

2. Esvaziamento e enchimento






Estabilidade de taludes:

Como j visto em aula...

1. Talude do prprio barramento;

2. Talude das ombreiras cuidado com colvio;

3. Encostas NA;

Diferentes Etapas:

1. Durante e final da obra Parmetros totais (c e f) ensaio triaxial UU

2. Operao com reservatrio cheio Parmetros totais e efetivos (c e f) ensaio triaxial CU ou ensaio triaxial CD com medida de U por instrumentao (piezmetro);

3. Rebaixamento rpido Parmetros totais e efetivos (c e f) ensaio triaxial CU ou ensaio triaxial CD com medida de U por instrumentao (piezmetro);






Estabilidade de taludes:





Condio de Projeto FS Tipo de envoltria e ensaio Observao

Final da construo 1,3 UU ou CUTaludes de montante e

jusante

Rebaixamento do reservatrio

antes cheio1,0 CD ou CU

Talude de montante

Envoltria composta

1,5 CD ou CUTalude de montante

Envoltria composta

1,5(CD+CU)/2 para CU < CD ou

CD para CU > CD

Talude de montante

Envoltria media

Operao - cheio 1,5(CD+CU)/2 para CU < CD ou

CD para CU > CD

Talude de montante

Envoltria media

Terremoto 1,0 Ensaio com carga sismicaTaludes de montante e

jusante

Operao - baixo NA


Anlise de tenses e deformaes:

Principais problemas:

1. Recalque por adensamento da fundao;

2. Recalque diferencial ombreira (ex.: rocha) e fundao (ex.: alvio);

3. Recalque do prprio material que compe a barragem;

4. Recalque por eroso interna e pipping;






Anlise de tenses e deformaes :

Fissuras transversais Fissuras longitudinais






Anlise de tenses e deformaes :

Fissuras transversais





INSTRUMENTAO

O que monitorar?

Poro-presso nos poros; Principais:

Presso de gua na rocha de fundao; 1. Deformaes;

Deslocamentos verticais/horizontais; 2. Presso de gua;

Cargas/tenses nos elementos estruturais; 3. Vazo

Temperatura;

Vazo de drenagem e percolao;

Material careado;

Etc.





INSTRUMENTAO

Previso x Medio

Importante para definir nveis de segurana

Exemplo (durante a construo):

Meios para a correo: no enchimento, devem estar (1) instrumentos medidores de vazo disponvel e (2) equipamento para injeo de nata de

cimento.





INSTRUMENTAO

Escolha do tipo:

Confiabilidade:

Custos: aquisio, calibrao, instalao, manuteno, operao e processamento dos dados;

Durveis: alta presso; ambiente corrosivo/eletroltico; temperatura de operao (gelo a 60 no sol); choques detonaes, transito; vandalismo; impentries; poeira; lama; oscilaes/picos de energia eltrica, etc.;

Tempo de operao operao da barragem > 50 anos

Quantidade: localizao dos instrumentos e da necessidade





INSTRUMENTAO

Qual a funo?

Piezmetros: medio do NA, poro-presso (liquefao) e subpresso (levantamento de fundo)





INSTRUMENTAO

Tipos de piezmetro:

Piezmetros Standpipe ou tubo aberto ou de Casagrande: robusto totalmente manual e visual, simples e barato;





Standpipe classico Standpipe classico

Trena ou pio eltrico (rudo ou lmpada)

Caixa de proteo

INSTRUMENTAO

Tipos de piezmetro:

Piezmetros hidrulicos de dupla tubulao: mais comum durante a construo;





INSTRUMENTAO

Tipos de piezmetro:

Piezmetros pneumtico: usado durante a construo e nos primeiros anos de construo. Aplica-se presso crescente, quando haver leitura no retorno, tem-

se a leitura da porro-presso (abre-se o diafragma)





INSTRUMENTAO

Tipos de piezmetro:

Piezmetros de resistncia eltrica: transdutor com resistncia eltrica strain gauge - com ponte de Wheatstone;





INSTRUMENTAO

Tipos de piezmetro:

Piezmetros de eletrico tipo corda vibrante: a presso de gua afloxa um cabo que induz uma bobina magntica





INSTRUMENTAO

Tipos de piezmetro:

Piezmetros de fibra ptica: pequeno, no sofre interferncia eltrica, magntica, de radiofreqncias ou da temperatura.

Cabos ou transmisso por rdio ou wireless (bateria p/ 20 anos!!!)





INSTRUMENTAO

Exemplo de aplicao do piezmetro :

Barragem de Svatevan





INSTRUMENTAO

Presso interna:

Qual a funo: mede a distribuio das presses (sv) exercidas pelo aterro, na interface de materiais diferentes (betume, solo, concreto), nas tubulaes, etc.

A presso externa aperta uma membrana que gera uma presso num fludo interno. Medem a presso total. Quase sempre vem instalado junto a um

piezmetro (u) sv = sv u





INSTRUMENTAO

Presso interna:

Plana mede tenso no sentido contrrio. Ex.: instalada na

horizontal,mede na vertical;

Roseta mede tenses em vrias direes





INSTRUMENTAO

Presso interna:





INSTRUMENTAO

Exemplo de Aplicao da Presso interna:





Barragem de Svartevan

INSTRUMENTAO

Recalque:

Qual a funo: interesse em recalques (a) da fundao e do macio, (b) totais e diferenciais,

e (c) verticais (1 a 4) e transversais (5 e 6);

Tipos:

1. Telescpico (IPT): placa (horizontal) com haste

telescpica (vertical). A placa chumbada

geralmente na fundao ou rocha;





INSTRUMENTAO

Recalque:

1. Telescpico (IPT):

2. Crossarm Gauge ou URBS:

sonda com aletas que monitora o

deslocamento de perfis U





INSTRUMENTAO

Recalque:


2. Crossarm Gauge ou

URBS:

3. Tipo KM: hastes fixa a

placas que se movimentam

livremente no interior de

tubos. Pode-se medir

recalque em vrios pontos





INSTRUMENTAO

Recalque:



3. Tipo KM:

4. Magntico: anis magnticos so

colados ao longo de um tubo guia.

passada uma sonda de leitura





INSTRUMENTAO

Recalque:



3. Tipo KM:

4. Magntico:

5. Clula hidrulica: princpio dos vasos

comunicantes





INSTRUMENTAO

Recalque:



3. Tipo KM:

4. Magntico:

5. Clula hidrulica:

6. Corda vibrante: peso/presso

de uma coluna de lquido sobre

um sensor de presso





INSTRUMENTAO

Recalque:



3. Tipo KM:

4. Magntico:

5. Clula hidrulica:

6. Corda vibrante:

7. Marcos de deslocamento superficial:

Estaes topogrficas e referencial fixo





INSTRUMENTAO

Exemplo de medio de recalque:





INSTRUMENTAO

Deslocamento Horizontal:

Qual a funo: similar aos medidores de recalque, porm equipamentos adaptados para menos atrito.

Tipos:

1. Mltiplo fio: movimentao de placas que esticam os cabos

2. Mltiplo de haste: movimentao de hastes (tipo KM)

3. Mltiplo magntico: anis magnticos que excitam uma sonda

4. Inclinmetros: torpedo que mede distores angulares

5. Eletronveis: sensor eltrico gera uma corrente proporcional a inclinao

6. Fita de cisalhamento: fitas condutoras que se seccionadas cortam a corrente

eltrica ou tubos seccionados

7. Marcos superficiais:

8. GPS





INSTRUMENTAO






INSTRUMENTAO






INSTRUMENTAO

Medio de Vazo e de Detritos:

Qual a funo: interesse em recalques (a) da fundao e do macio, (b) totais e diferenciais, e (c) verticais (1 a 4) e transversais (5 e 6);

Tipos:

1. Tringular:

2. Retangular:

3. Trapezoidal:

4. Calha Parshall:





Fonte: http://www.digitrol.com.br/produtos/imagens/prod26.JPG

Bibliografia

COSTA, W. D. Geologia de Barragens. Oficina de Textos, 2012

SILVEIRA, J. F. A. Instrumentao e Segurana de Barrgens de Terra e Enrocamento. Oficina de Textos, 2006;

GAIOTO, N. Introduo ao Projeto de Barragens de Terra e de Enrocamento. USP, 2003;

CRUZ, P. T. 100 Barragens Brasileiras: Casos Histricos, Materiais de Construo e Projeto. 2 Edio, Oficina de Textos, 1996;

CREA/RS. Poltica Nacional de Segurana de Barragens agora Lei. Conselho em Revista, Outubro/2010, p. 20-23;

Lei Federal 12.334/2010 Poltica Nacional de Segurana de Barragens

Livros de Mecnica dos Solos.





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