Apostila Barragens FEAGR 2011

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UMA INTRODUÇÃO PARA GRADUANDOS
Prof. David de Carvalho – d 33 c @ uol . com . br Em Atualização - Julho/ 2011
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA AGRÍCOLA
Uma Introdução Para Graduandos
Desvio do Rio
Investigação do Subsolo
PROF. DAVID DE CARVALHO
COMPREENSÃO DAS FRASES NO INÍCIO DE CADA
CAPÍTULO E A INTERPRETAÇÃO DO CONTEÚDO DAS
FOTOS E FIGURAS SÃO IMPORTANTES PARA SEREM
ALCANÇADOS OS OBJETIVOS DESTE MATERIAL DIDÁTICO
HOMENAGENS
conduziram a Geotecnia e a Engenharia de Barragens à
comprovada competência que hoje tem”
8/20/2019 Apostila Barragens FEAGR 2011
Arthur Casagrande Vitor F.B. De Mello
Karl Terzaghi
AGRADECIMENTOS
Aos colegas que compartilharam suas experiências através
de publicações, palestras, divulgação de fotos e comunicações verbais, possibilitando o desenvolvimento
deste trabalho
and publish meaningful experiences for the betterment of the profession”
“Karl Terzaghi”
INTRODUÇÃO
“Engineering is indeed a noble sport, and the legacy of good
engineers is a better physical word for those who follow
them.”
“Ralph Peck”
Neste Capítulo I apresentam-se os seguintes tópicos os quais têm sua importância para aqueles que iniciam seus estudos em Barragens:
- Introdução – Etapas de projeto;
- Segurança de barragens;
- Bibliografia relativa a barragens;
- Instituições governamentais relacionadas a barragens;
- Observações pertinentes ao Capitulo I – Introdução
- Questões relativas ao Capítulo I - Introdução
- Figuras relativas ao Capítulo I - Introdução
I-1 – INTRODUÇÃO – ETAPAS DE PROJETO
Elemento vital da vida da sociedade atual, as barragens vêm sendo construídas desde a antiguidade. Os objetivos de sua construção têm aumentando ao longo das últimas décadas. Mesmo as pequenas barragens estão ganhando importância
econômica e ambiental, entre as quais a geração de energia elétrica através de pequenas centrais hidrelétricas, contenção de rejeitos, aqüicultura, etc.
Para ser classificada como Grande Barragem, a barragem deve ter altura maior ou igual a 15 metros, a partir de seu alicerce, de acordo com a Comissão Internacional de Grandes Barragens. Se a barragem tiver entre 5 e 15 metros de altura
e seu reservatório tiver capacidade superior a 3 milhões de m 3
, também é classificada como Grande Barragem. Partindo-se desta definição, existem hoje no mundo cerca de 50.000 grandes barragens.
As barragens de pequeno porte são freqüentemente construídas, havendo uma tendência atual de um aumento acelerado no número de empreendimentos a serem instalados. Isto, devido às suas aplicações como citado e também devido às
dificuldades de se construir grandes barramentos, tendo em vista a falta de lugares, os impactos ambientais e também o custo elevado de sua implantação.
A implantação de uma barragem exige a utilização de técnicas de várias áreas
do conhecimento. Dependendo dos objetivos da obra, pode-se necessitar de conhecimentos específicos. Por exemplo, na implantação de uma PCH (pequena central hidrelétrica), são necessários conhecimentos eletrotécnicos. No entanto, independentemente do objetivo da obra, sempre são necessários os conhecimentos geotécnicos, utilizados na escolha do local de implantação e na construção do maciço compactado, e também os conhecimentos hidrológicos.
Um empreendimento para chegar ao início da obra de sua implantação devepassar pelas seguintes etapas de projeto: - Planejamento -
Viabilidade técnica -
Viabilidade econômica - Anteprojeto - Projeto básico - Projeto executivo
Neste texto, Parte I deste trabalho de barragens, a partir do Capítulo II, são apresentados primeiramente os principais elementos constituintes de uma barragem de terra. A seguir são apresentadas as formas de desvio do rio para a construção da barragem. Concluindo, são apresentados os ensaios geotécnicos básicos, de campo e laboratório, necessários para as etapas de projeto.
Na parte II deste trabalho serão apresentados os assuntos referentes ao “Fluxo de Água nos Solos” e “Estabilidade de Taludes”.
I-2- COMPETÊNCIA PARA DESENVOLVIMENTO DE PROJETO E CONSTRUÇÃO DE BARRAGENS
No Brasil o Confea (Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia) reconhece como competência do Engenheiro Civil, Engenheiro Agrícola e Engenheiro Agrônomo as atividades de projeto e execução de barragens de terra.
Durante o período de 1988 a 1998, o Confea através de decisão normativa no 031/88 restringiu a competência do Engenheiro Agrícola e Engenheiro Agrônomo, permitindo na época sua atuação apenas em barragens com até 5 metros de altura. Atualmente, através da decisão normativa no 61, de 27 de março de 1998, o Confea revogou a portaria no 031/88.
Essa decisão normativa no 61 encontra-se na integra no Capítulo XIII deste
trabalho.
Ressaltam-se aqui as seguintes colocações dessa decisão normativa:
a- considera que o grau de risco de uma barragem não é dado somente pela altura de construção, pois o mesmo envolve várias peculiaridades, entre elas a bacia hidrográfica, solo e outros fatores;
b- considera que o Engenheiro Agrícola é profissional capaz de dar soluções de
engenharia para o meio rural;
c- considera que no currículo mínimo do curso de Engenharia Agrícola existem várias disciplinas que conferem a plena capacitação para que esses profissionais desenvolvam esta atividade livremente, quando para fins agrícolas.
I-3- SEGURANÇA DE BARRAGENS
Os aspectos relativos à segurança devem começar durante a construção da barragem e perdurar durante toda sua existência.
São fundamentos da Política Nacional de Segurança de Barragens que a segurança de uma barragem deve ser considerada nas suas fases de planejamento,
projeto, construção, primeiro enchimento e primeiro vertimento, operação, desativação e de usos futuros. São seus fundamentos também que o empreendedor é o responsável legal pela segurança da barragem, cabendo-lhe o desenvolvimento de ações para garanti-la.
As conseqüências do rompimento de uma barragem geralmente são trágicas em termos de perda de vidas, em termos ambientais e em termos econômicos.
Particularmente no Brasil deve-se dar atenção especial à segurança de barragens, pois somente nos últimos anos ocorreram mais de 400 acidentes registrados em obras hídricas. Se acrescentar-se os casos de incidentes e acidentes
com pequenas barragens, como em propriedades rurais, por exemplo, têm-se milharesde casos.
Do ponto de vista da prevenção, um “acidente” é o evento não desejado que tenha por resultado uma lesão ou enfermidade a um ser humano ou um dano à propriedade. Um “incidente” pode ser definido como sendo um acontecimento não desejado ou não programado que venha a deteriorar ou diminuir a eficiência operacional do empreendimento. A partir do entendimento do significado desses conceitos, pode-se dar início aos processos de controle de todas as causas e origens dos incidentes acidentes.
O Decreto No 7.257, relacionado ao Sistema Nacional de Defesa Civil, de quatro de agosto de 2010, apresenta as seguintes definições:
I - defesa civil: conjunto de ações preventivas, de socorro, assistenciais e recuperativas destinadas a evitar desastres e minimizar seus impactos para a
população e restabelecer a normalidade social; II - desastre: resultados de eventos adversos, naturais ou provocados pelo
homem sobre um ecossistema vulnerável, causando danos humanos, materiais ou ambientais e conseqüentes prejuízos econômicos e sociais;
III - situação de emergência: situação anormal, provocada por desastres, causando danos e prejuízos que impliquem o comprometimento parcial da capacidade de resposta do poder público do ente atingido;
Em 20 de setembro de 2010, aprovou-se no Brasil a Lei No 12.334, que estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) e cria o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB).
A Lei No 12.334 encontra-se na integra no Capitulo XII deste trabalho.
Esta Lei aplica-se a barragens destinadas à acumulação de água para quaisquer usos, à disposição final ou temporária de rejeitos e à acumulação de resíduos industriais que apresentem pelo menos uma das seguintes características:
I - altura do maciço, contada do ponto mais baixo da fundação à crista, maior ou igual a 15m (quinze metros);
II - capacidade total do reservatório maior ou igual a 3.000.000m3 (três milhões de metros cúbicos);
III - reservatório que contenha resíduos perigosos conforme normas técnicas aplicáveis;
IV - categoria de dano potencial associado, médio ou alto, em termos econômicos, sociais, ambientais ou de perda de vidas humanas, conforme definido no art. 6o. da Lei.
Em seu Art. 17 a Lei No 12.334 estabelece que o empreendedor obriga-se a:
I - prover os recursos necessários à garantia da segurança da barragem;
II - providenciar, para novos empreendimentos, a elaboração do projeto final como construído;
III - organizar e manter em bom estado de conservação as informações e a documentação referentes ao projeto, à construção, à operação, à manutenção, à segurança e, quando couber, à desativação da barragem;
IV - informar ao respectivo órgão fiscalizador qualquer alteração que possa acarretar redução da capacidade de descarga da barragem ou que possa comprometer a sua segurança;
V - manter serviço especializado em segurança de barragem, conforme estabelecido no Plano de Segurança da Barragem;
VI - permitir o acesso irrestrito do órgão fiscalizador e dos órgãos integrantes do Sindec ao local da barragem e à sua documentação de segurança (Sindec – Sistema Nacional de Defesa Civil);
VII - providenciar a elaboração e a atualização do Plano de Segurança da Barragem, observadas as recomendações das inspeções e as revisões periódicas de segurança;
VIII - realizar as inspeções de segurança previstas no art. 9o desta Lei;
IX - elaborar as revisões periódicas de segurança;
X - elaborar o PAE, quando exigido (PAE – Plano de Ação Emergencial);
XI - manter registros dos níveis dos reservatórios, com a respectiva correspondência em volume armazenado, bem como das características químicas e físicas do fluido armazenado, conforme estabelecido pelo órgão fiscalizador;
XII - manter registros dos níveis de contaminação do solo e do lençol freático na área de influência do reservatório, conforme estabelecido pelo órgão fiscalizador;
XIII - cadastrar e manter atualizadas as informações relativas à barragem no SNISB.
Parágrafo único. Para reservatórios de aproveitamento hidrelétrico, a alteração de que trata o inciso IV também deverá ser informada ao Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS).
A bibliografia a respeito de “segurança de barragens” e ampla, em nível nacional e internacional, constituindo-se de livros, manuais, etc., incluindo-se também publicações relativas a acidentes em barragens. O tema Segurança de Barragens será apresentado em mais detalhes na Parte II deste texto.
I-4- BARRAGENS AO LONGO DA HISTÓRIA DA HUMANIDADE
As barragens vêm sendo construídas desde a antiguidade para atender as necessidades das populações. A mais antiga que se tem noticia é a barragem de Jawa
construída na Jordânia em cerca de 5600 anos.
Descoberta em 1885 tem-se a Barragem Sadd El-Kafara na Jordânia, construída há cerca de 4600 anos. Esta barragem tem os espaldares de pedra, como as pirâmides e provavelmente rompeu por galgamento. Observando-se sua seção transversal, Figura I-1, percebe-se semelhanças com uma barragem de enrocamento moderna. Nas Figuras I-2, I-3 e I-4, apresentam-se detalhes desta barragem.
Nas Figuras I-5 e I-6 apresentam-se um histórico de algumas barragens construídas na antiguidade e seu período de utilização.
Nas Figuras I-7 e I-8 apresentam-se detalhes da Barragem Harbaga na Síria construída há cerca de 1800 anos, com o objetivo de irrigação.
Nos tempos modernos destacam-se, no Brasil, a Barragem de Itaipú e a
Barragem de Irapê, recém concluída em 2006, sendo a barragem mais alta que se tem no Brasil, com 208 metros de altura. Esta barragem de Irapê foi construída com taludes em rocha e núcleo de argila, ou seja, é uma barragem de enrocamento com núcleo impermeável de argila. Uma imagem desta barragem é apresentada nas Figuras I-9 e I-10. Nas figuras I-11 E I-12 apresentam-se imagens da barragem de Itaipú.
Também, como marcos dos tempos modernos destaca-se a barragem Hoover nos Estados Unidos e a barragem de Aswan no Egito. Apresentam-se imagens destas barragens nas Figuras I-13 e I-14.
Schinitter (1994) em seu livro “A History of Dams” apresenta valioso material relativo à história de barragens construídas pelo ser humano.
I-5- BIBLIOGRAFIA RELATIVA A BARRAGENS
A bibliografia disponível relacionada a barragens é extensa, contemplando
todos os avanços técnicos alcançados pela engenharia relativos aos vários tipos de barragens. Esta bibliografia abrange desde a fase inicial de estudos preliminares de uma obra, até a fase de operação e manutenção da barragem.
No Capítulo XV apresentam-se referências bibliográficas disponíveis para downloads em sites e também referências disponíveis em forma de livros e artigos técnicos.
Para estudos complementares aos presentes capítulos introdutórios recomenda- se a bibliografia apresentada no Capitulo XV, destacando-se:
- 100 Barragens Brasileiras – Paulo Teixeira da Cruz – Editora Oficina de Textos.
- Introdução ao Projeto de Barragens de Terra e Enrocamento – Nélio Gaioto – USP – São Carlos – Departamento de Geotecnia
- Design of Small Dams – Bureau of Reclamation – USA – Disponível para
Download. I-6- INSTITUIÇÕES REPRESENTATIVAS DE PROFISSIONAIS
DA ÁREA DE BARRAGENS
Algumas instituições em nível nacional e internacional representam os profissionais relacionados ao projeto, construção e manutenção de barragens, das quais destacamos:
1- CBDB – Comitê Brasileiro de Barragens
Estabelece como missão estimular o desenvolvimento, aplicação e a disseminação das melhores tecnologias e práticas da engenharia de barragens e obras associadas. O CBDB é um agente facilitador no processo de assegurar que a realização e a operação de barragens e hidrelétricas sejam técnica, ambiental e socialmente adequadas ao máximo benefício da sociedade brasileira.
2- CIGB – Comissão Internacional de Grandes Barragens -
ICOLD – International Commission on Large Dams Fundada em Paris em 1928, é uma organização não governamental, destinada
a encorajar a troca de informações e de experiências adquiridas em planejamento, projeto, construção e operação de grandes barragens. A Comissão funciona por intermédio dos comitês nacionais dos países membros, totalizando hoje 88 (oitenta e oito) comitês instituídos para o desenvolvimento de trabalhos técnicos ou pesquisas científicas. No Brasil, a CIGB é representada pelo Comitê Brasileiro de Barragens - CBDB.
3- ABMS – Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e
Engenharia Geotécnica
Fundada em 1950 congrega no Brasil profissionais geotécnicos que atuam em Mecânica dos Solos, Mecânica das Rochas, Mecânica dos Pavimentos, Fundações, Barragens, Escavações, Túneis, Mineração, Geossintéticos, Geotecnia Ambiental, Aterros Sanitários, Geomecânica do Petróleo, e demais atividades da Engenharia Geotécnica.
4- ISSMGE – International Society for Soil Mechanics and Geotechnical
Engineering
Fundada durante a Primeira Conferência Internacional de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações realizada em Harvard em 1936, objetiva promover a
cooperação internacional entre engenheiros e cientistas para o avanço e divulgação do conhecimento no campo da Geotecnia, e suas aplicações na engenharia e meio ambiente
5- ABGE – Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental Procura congregar todos os que dedicam suas atividades à Geologia de
Engenharia e Ambiental no Brasil, estimulando a pesquisa científica e tecnológica, e a cooperação entre a Geologia, a Engenharia e outras ciências correlatas. A ABGE representa no Brasil a IAEG – Associação Internacional de Geologia de Engenharia e Ambiental. Adota como definição que a Geologia de Engenharia é um dos ramos aplicados das Geociências, sendo definida como “ciência dedicada à investigação, estudo e solução de problemas de engenharia e meio ambiente, decorrentes da
interação entre a Geologia e os trabalhos e atividades do homem, bem como à previsão e desenvolvimento de medidas preventivas ou reparadoras de acidentes geológicos”.
6- ISRM – International Society for Rock Mechanics
Procura encorajar a colaboração e troca de idéias entre os profissionais de Mecânica de Rochas, incentivando o ensino, pesquisa e avanço do conhecimento
nesta área. De acordo com seus estatutos o campo da Mecânica de Rochas inclui todos os estudos relativos ao comportamento mecânico e físico de rochas e massas de rochas e a aplicação deste conhecimento para o melhor entendimento de processos geológicos nos campos de engenharia. Filiado à ISRM, tem-se no Brasil o CBRM – Comitê Brasileiro de Mecânica das Rochas, o qual é um dos comitês da ABMS – Associação Brasileira de Mecânica dos Solos.
I-7- INSTITUIÇÕES GOVERNAMENTAIS RELACIONADAS A
BARRAGENS
O Brasil possui várias instituições vinculadas ao governo federal e governos estaduais as quais tem dentro de suas atribuições aspectos ligados a barragens. Dentre elas apresentam-se a seguir:
1- ANA – Agência Nacional de Águas
Vinculada ao Ministério do Meio Ambiente, tem como missão implementar e coordenar a gestão compartilhada e integrada dos recursos hídricos e regular o acesso a água, promovendo o seu uso sustentável em benefício da atual e futuras gerações. Além disso, a instituição possui outras definições estratégicas centrais.
2- ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica
Vinculada ao Ministério das Minas e Energia, tem como missão proporcionar condições favoráveis para que o mercado de energia elétrica se desenvolva com equilíbrio entre os agentes e em benefício da sociedade.
3- ELETROBRÁS
É uma empresa de capital aberto, controlada pelo governo brasileiro, que atua nas áreas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. É composta por
empresas de geração, transmissão, distribuidoras, um centro de pesquisas, uma empresa de participações e metade do capital de Itaipú. Tem como missão atuar nos mercados de energia de forma integrada, rentável e sustentável.
4- SECRETARIA DE INFRA-ESTRUTURA HÍDRICA
Vinculada ao Ministério da Integração Nacional, trabalha para a construção deobras de irrigação e de abastecimento hídrico – barragens, adutoras e canais – e obras de macro-drenagem, que servem para a condução das águas captadas nas ruas, sarjetas e galerias. Entre suas competências estão definidas: formular e conduzir a Política Nacional de Irrigação; orientar e supervisionar a formulação de planos, programas e projetos de aproveitamento de recursos hídricos; apoiar a operação, a manutenção e a recuperação de obras de infra-estrutura hídrica.
5- DAEE – SP - Departamento de Águas e Energia Elétrica
É o órgão gestor dos recursos hídricos do Estado de São Paulo. Através de seu Centro Técnico atua em assessoria técnica; elaboração de estudos e projetos;
acompanhamento e fiscalização de obras; análise e acompanhamento dos projetos do
Fundo Estadual de Recursos Hídricos e coordenação de convênios com prefeituras.
6- DNOCS – Departamento Nacional de Obras Contra a Seca
Vinculado ao Ministério da Integração Nacional, atua desde 1909 quando então foi criada a Inspetoria de Obras Contra as Secas.
7- CODEVASF – Companhia de Desenvolvimento dos Vales do São Francisco e do Parnaíba
Vinculado ao Ministério da Integração Nacional é uma empresa pública que promove o desenvolvimento e a revitalização das bacias dos rios São Francisco e Parnaíba com a utilização sustentável dos recursos naturais e estruturação de atividades produtivas para a inclusão econômica e social. A Empresa mobiliza investimentos públicos para a construção de obras de infra-estrutura, particularmente para a implantação de projetos de irrigação e de aproveitamento racional dos recursos
hídricos.
I-8- OBSERVAÇÕES - CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO
1- Mesmo que a obra seja de uma “pequena barragem”, os itens da Lei NO 12.334 que sejam compatíveis podem ser aplicados;
2- No Brasil muitas “pequenas barragens” sofrem acidentes todos os anos. A garantia de sua duração e operação pelo tempo de vida útil prevista no projeto deve ser garantida pelo adequando projeto, adequada construção e adequada manutenção. Estas garantias devem ser dadas pelo engenheiro projetista, pela empresa construtora e pelo proprietário da obra, cada um na fase específica de sua responsabilidade;
3- Também para “pequenas barragens” as etapas de projeto referentes a “planejamento”, “viabilidade técnica” e “viabilidade econômica”, devem ser muito bem desenvolvidas. Observam-se na prática vários casos “desagradáveis”, em que:
- a obra não pode ser concluída no tempo previsto devido ao erro no cálculo do
custo de sua implantação; - não se consegue encher o reservatório por falta de água;
- o volume real de água útil armazenada não é suficiente para atender a demanda do proprietário da barragem;
- há muita perda de água pelo solo da área inundada do reservatório, impedindo seu enchimento como previsto. Por exemplo, encontra-se na região de Campinas – SP, até 6m de profundidade, argila não saturada com porosidade de 70%. Em cerca
de metade do Estado de São Paulo e em grandes regiões do sul do país, encontram-sesolos arenosos com porosidade de 50%, até alguns metros de profundidade. Ou seja, solos com grande permeabilidade, facilitando a infiltração de água;
- perda do volume útil de água antes do previsto devido ao assoreamento do reservatório.
4- Toda barragem é uma obra em que após sua conclusão e inicio de operação
não pode ser considerada com “concluída”, no sentido de se esquecer dela durante otempo previsto para sua vida útil (por exemplo, para um pilar de concreto dentro de um galpão, pode-se caminhar no sentido de pensar assim).
Uma barragem esta permanentemente exposta ao meio ambiente, estando sujeita à ação dos agentes atmosféricos, sujeita à ação da fauna e sujeita à ação da flora.
Por exemplo, a chuva pode provocar erosões. Os animais (formigas, tatus, etc.) podem fazer buracos nos taludes. A flora crescendo descontrolada pode impedir o
acesso a vistorias e também produzir situações indesejáveis como o crescimento de árvores nos taludes (indesejáveis porque se a árvore morre, no lugar das raízes ficarão buracos na barragem).
Também existe a permanente percolação de água pelas fundações, pelos taludes, pela canalização de fundo (se houver) e pelo vertedouro ou sangradouro, o que pode ocasionar problemas de erosões.
Sendo assim, mesmo para “pequenas barragens” são indispensáveis as vistorias permanentes e a realização de reparos imediatos quando detectados quaisquer tipos de problemas. Este procedimento já deve ocorrer para as “grandes barragens”, lembrando-se que deve ser cumprido o estabelecido na Lei de Segurança de Barragens (Lei No 12.334).
I-9 – QUESTÕES RELATIVAS AO CAPÍTULO I- INTRODUÇÃO
1- Relacionado-a à Geotecnia, como você entende a frase de Francis Bacon: “A natureza para ser comandada precisa ser obedecida”?
2- Que atividades devem ser desenvolvidas na fase de “planejamento” de uma barragem?
3- Que atividades devem ser desenvolvidas na fase de estudos de “viabilidade técnica” de uma barragem?
4- Que atividades devem ser desenvolvidas na fase de estudos de “viabilidade econômica” de uma barragem?
5- Após o inicio da operação qual o papel do proprietário na manutenção da barragem?
6- Que itens relativos à segurança devem ser periodicamente verificados na fase de operação da barragem?
Figura I-1 – Barragem Sadd El Kafara – Jordânia - Construída a cerca de 4600anos – altura 14m – largura crista 56m – comprimento 102m - taludes em rocha e núcleo impermeável de solo (Fonte: Schinitter-1994)
Figura I-2 - Barragem Sadd El Kafara - (Fonte: Schinitter,1994)
Figura I-3 - Barragem Sadd El Kafara
Figura I-4 - Barragem Sadd El Kafara
Figura I-5 – Barragens da Antiguidade – (Fonte: Medeiros, 2009)
Figura I-6 – – Barragens da Antiguidade – (Fonte: Medeiros, 2009)
Figura I-7 – Barragem Harbaga – Siria – Construída a cerca de 1800 anos – altura 21m – comprimento 365 m
Figura I-8 – Barragem Harbaga – Siria
Figura I-9 – Barragem de Irapê – Cemig – 208 metros de altura – Construída entre 2002 e 2006 – 3 turbinas de 125 MW cada.
Figura I-10- Barragem de Irapê - Taludes em enrocamento e núcleo de argila
Figura I-11 – Barragem de Itaipú – 196 metros de altura – 18 turbinas – 715 MW cada
Figura I-12 – Barragem de Itaipú – Condutos forçados
Figura I-11 – Barragem Hoover – USA – Construída entre 1931 e 1936 – Barragem com 221 metros de altura e 17 turbinas – 2080 MW instalados.
Figura I-12 – Barragem de Aswan – Egito – Construída entre 1960 e 1970 – Barragem com 111 metros de altura e 12 turbinas de 175 MW cada
ÍNDICE
I-2- Competência para Desenvolvimento de Projeto
I-3- Segurança de Barragens
I-5- Bibliografia Relativa a Barragens I-6- Instituições Representativas de Profissionais
I-7- Instituições Governamentais
I-9- Questões Relativas ao Capítulo I
II- PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES DE BARRAGENS
III- PRINCIPAIS TIPOS DE BARRAGENS
IV- PRINCIPAIS ELEMENTOS DE BARRAGENS
IV-1- CRISTA
IV-6- CORTINAS DE VEDAÇÃO
VI-1- OBTENÇÃO DE AMOSTRAS
VIII- VOLUME DA ÁREA DE EMPRÉSTIMO
Prof. David de Carvalho – d 33 c @ uol . com . br Em Atualização - Maio/ 2011
PRINCIPAL SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DA CIDADE DE SÃO PAULO - 33m3 / seg – PARA 8,5 MILHÕES DE HABITANTES - SABESP
BARRAGENS PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES
“O consumo de água tem crescido no último século a um ritmo
mais de doze vezes superior ao da população mundial. Poresse motivo, a gestão sustentável, eficaz e equitativa de
recursos hídricos cada vez mais escassos será o desafio chave
para os próximos cem anos” “FAO – ONU – 1993”
II- PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES DAS BARRAGENS
Atualmente a construção de barragens serve a diversos fins, dos quais se destacam:
1-
2- Abastecimento de água para irrigação;
3- Recreação e paisagismo;
5- Controle de enchentes;
7- Navegação;
8- Aqüicultura;
10- Contenção de rejeitos.
Uma barragem com a finalidade de contenção de cheias transforma uma vazãode pico, que ocorreria na seção do rio se o rio não fosse construído (vazão efluente), em uma vazão atenuada (vazão efluente), que poderá escoar de maneira controlada, sem provocar a jusante inundações em áreas habitadas, cultivadas ou utilizadas com instalações agropecuárias.
Uma barragem, além de outras finalidades, pode servir também para garantir uma vazão mínima à jusante, possibilitando uma vazão mínima para o rio ao longo de todo o ano.
Uma barragem pode ser construída para possibilitar que o rio se torne navegável, através do aumento da profundidade do reservatório. Nestes casos, se a embarcação for passar do nível de um reservatório, ao nível de outro reservatório, é preciso construir uma eclusa, para permitir esta operação.
A barragem para contenção de rejeitos é construída não para armazenar água, mas sim para armazenar subprodutos de indústrias, como as de extração e
processamento, que são em grande volume de materiais que podem causar problemasde contaminação física e/ou química se simplesmente lançados ao meio ambiente. Sendo assim, o rompimento de uma barragem de rejeito, se torna muito mais grave, que o de uma barragem para armazenamento de água, das mesmas dimensões.
A barragem para geração de energia elétrica é bastante utilizada e são mais conhecidas as grandes obras. Atualmente, a tecnologia para instalação de pequenas centrais hidrelétricas (PCH) esta bastante desenvolvida. Com relativamente pequenas
vazões e determinado desnível na topografia (H), é possível sua instalação.
A barragem para aqüicultura permite a produção de proteína animal, e tem sido utilizada principalmente para a produção de peixes, com as técnicas de produção em tanques-rede.
Figura X - PCH COM TUBULAÇÃO DE ADUÇÃO – ELETROBÁS (1985)
PCH BURITI – BARRAGEM – CANAL DE ADUÇÃO – CASA DE MÁQUINAS
PCH BURITI – CANAL DE ADUÇÃO
PCH BURITI – CONDUTOS FORÇADOS
PCH BURITI – CASA DE MÁQUINAS
PCH BURITI – ENTRADA DE ÁGUA NOS CONDUTOS FORÇADOS
PCH COM CANAL DE ADUÇÃO – ELETROBRÁS (1985)
PCH – CANAL DE ADUÇÃO - (CERPCH - Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas
PCH – CONDUTO FORÇADO – CASA DE MÁQUINAS (CERPCH )
PCH – CONDUTO FORÇADO – CASA DE MÁQUINAS (CERPCH )
PCH – ARRANJO TÍPICO COM CANAL DE ADUÇÃO (Prof. Geraldo L.T. F – CERPCH – Unifei
O que são PCHs Pequenas Centrais Hidrelétricas são usinas de geração de energia elétrica a partir do aproveitamento
do potencial hidráulico com capacidade instalada superior a 1 MW e inferior ou igual a 30 MW, além de reservatório em área menor que 13 km².
Geralmente instaladas próximas ao local de consumo e integradas ao sistema elétrico da região, as PCHs proporcionam uma maior estabilidade e segurança no abastecimento de energia limpa, além
de economia de investimentos relacionados à redução de perdas de transmissão.
Outra vantagem proporcionada pelas PCHs é a boa qualidade da energia que as localidades
beneficiadas passam a receber, contribuindo significativamente para o bem estar da população e o crescimento econômico.
Além de aumentar a oferta de energia elétrica, algumas PCHs substituem o abastecimento proveniente de usinas termelétricas que queimam óleo diesel, altamente poluente ao meio ambiente.
As usinas Garganta da Jararaca e Paranatinga II, por exemplo, geram energia limpa e evitam o consumo de 18 milhões de litros de óleo diesel por ano, equivalente à emissão de aproximadamente
42 mil toneladas/ano de dióxido de carbono na atmosfera
CONSTRUÇÃO DO CANAL DE ADUÇÃO – PCH SANTA EDWIGES I
CONSTRUÇÃO DO CANAL DE ADUÇÃO – PCH SANTA EDWIGES I
PCH SALTO GRANDE – CAMPINAS – JOAQUIM EGÍDEO
Figura X - Hidrelétrica Henry Borden – São Paulo-Cubatão – Queda de 720m – Construção 1926
Figura X - Hidrelétrica Henry Borden – São Paulo-Cubatão – Queda de 720m – Construção 1926
Ao lado da Usina Hidrelétrica Henry Borden, dentro da montanha, existe uma outra usina, com a mesma capacidade e em funcionamento. Assim, se a usina externa fosse destruída por um bombardeio, o abastecimento elétrico do pólo industrial de Cubatão e da capital paulista continuaria garantido. Mas o complexo ganhou fama internacional também pelo fato de em sua construção ter sido invertido o curso de um rio, o Pinheiros, para formar uma represa que despejaria suas águas montanha abaixo, permitindo a geração de energia. A primeira unidade da usina começou a funcionar em 1926, produzindo 44.437 kw (texto extraído do site Novo Milênio).
CONTENÇÃO DE CHEIAS – BARRAGEM NORTE – JOSÉ BOITEUX - SC
~CONTENÇÃO DE CHEIAS – BARRAGEM OESTE – TAIÓ - SC
CONTENÇÃO DE CHEIAS – BARRAGEM OESTE – TAIÓ - SC
CONTENÇÃO DE CHEIAS – BARRAGEM OESTE – TAIÓ -SC
Tanque para Psicultura
Tanque para Psicultura
Fig. X – Tanque redondo de distribuição de águra para irrigação - TERRAPLAN
Tomada de fundo para bombeamento de água para irrigação
Fig. X – Lago Escavado - Em áreas onde o nível do lençol freático é elevado, a simples escavação do terreno possibilita o acúmulo de água e a formação de um lago - Fazenda da Ressaca –
CCA/UFSC
Figura X – Barragem de Rejeito contendo radionuclídeos
Figura X – Rompimento de Barragem de Rejeitos
Fig.Tanque para decantação de dejetos de confinamento de gado -TERRAPLAN
REVESTIMENTO DE RESERVATÓRIO COM GEOMEMBRANA- é um material geosintético que possui propriedades elástica e flexíveis. As mais comuns são o PEAD polietileno de alta densidade e o PVC. Eles servem para ser utilizada como revestimento impermeabilizante podendo ter diversas aplicações como impermeabilização, lagoas tanques de decantação, reservatórios de água, aterros sanitários, piscultura, lages de cobertura, tanques de decantação, tanque de captação de água, preservando desta forma o meio ambiente evitando contaminação do solo, próximos.
Figura X – Barragem de terra-enrocamento para retenção de corridas detríticas em Alma-Ata – Cazaquistão (N.N.Maslov,1982) (in Dimitry)
Figura X –– Barragem de concreto para retenção de corridas detríticas – Japão (K.Tamada, 2004) (in Dimitry)
Figura X –– Barragem de concreto para retenção de corridas detríticas – Tanguarena – Venezuela (J.Lopes – UCV,2000) (in Dimitry)
Figura X – Barragem para retenção de corridas detríticas – Barragem selecionadora vazada, tipo “crib-wall”, construída com elementos pré-moldados de concreto armado. Rompida em agosto de 1999. Rio Gerkhozhan-Su, a montante da cidade de Tyrnyauz (I.B. Seinova, 1999) (in Dimitry)
Figura X – Barragem para retenção de corridas detríticas – Vista em 2008 da barragem na cidade de Tyrnyauz rompida em 1999, com a calha do rio Gerkhozhan-Su em processo de escavação (D.
Znamensky, 2008) (in Dimitry)
Figura X – Estrutura metálica flexível para a contenção de detritos (WSL – Geobrugg)
SANTO ANTONIO ENERGIA – ARRANJO GERAL UHE Santo Antônio, no rio Madeira, em Porto Velho (RO).
PRINCIPAIS TIPOS
- Follow through on every angle and every subtask; - Don’t oversimplify the site model, its properties, or its
response; - Assume the worst configuration of properties and
boundary conditions consistent with data from site
investigations;
-
-
Barragem em arco (concreto armado).
No presente trabalho serão estudadas as barragens de terra homogênea e barragens
de terra zoneada. Também se apresentarão algumas informações sobre barragens de
enrocamento.
A escolha por um ou outro tipo vai depender da disponibilidade de materiais no
local da obra, a qual esta diretamente ligada ao custo final do empreendimento.
As barragens de terra homogênea são as construídas com apenas um tipo de
material. Neste caso, o material da área de empréstimo, quando compactado, deve
apresentar baixo coeficiente de permeabilidade.
As barragens de terra zoneadas são aquelas, em que por falta de área de
empréstimo com material argiloso suficiente para a construção de todo o aterro, prioriza-
se a utilização deste material, no centro (núcleo argiloso). Neste caso, havendo um núcleo argiloso, os taludes podem ser construídos com material mais permeável.
As barragens de enrocamento são aquelas que são construídas com materiais
rochosos de diversas granulometria. Neste caso, a impermeabilização do maciço é
garantida por um núcleo argiloso impermeável, e/ou parede de concreto construída sobre
o talude de montante.
Apresenta-se nas Figuras III.1 a III.18, detalhes destes três tipos de barragem.
(in Cruz, 1996).
(In Cruz, 1996).
(in Cruz, 1996)
Figura III.5- Barragem de terra homogênea em construção.
Figura III.6- Barragem de terra zoneada. Núcleo impermeável e taludes em construção
Figura III.7- Barragem de terra zoneada. Núcleo impermeável e taludes em construção
Figura III.8- Barragem de terra zoneada. Núcleo impermeável e talude em construção.
Figura III.9- Barragem de terra zoneada. Núcleo impermeável em construção.
Figura III.10- Barragem de terra zoneada. Núcleo impermeável em construção.
Figura III.11- Barragem de enrocamento. Núcleo impermeável e taludes em construção.
Início da construção do núcleo impermeável – PCH Zé Fernando
Construção do aterro de material permeável e do núcleo impermeável – PCH Zé
Fernando
Figura III.15- Barragem de enrocamento. Núcleo impermeável e taludes em construção
Figura III.16- Barragem de enrocamento. Impermeabilização do talude de montante com
concreto.
Usina Hidrelétrica Mauá - Paraná
Barragem de CCR terá 745 m de comprimento na crista e 85 m de altura máxima e terá pista de rolagem em sua superfície
PRINCIPAIS ELEMENTOS
“A Natureza para ser Comandada precisa ser Obedecida”
“Francis Bacon”
IV - PRINCIPAIS ELEMENTOS
São os seguintes os principais elementos de uma barragem de terra, os quais são apresentados na Figura IV.1 e também descritos em detalhes neste capítulo:
1-
Crista;
2-

11-
Cortina de injeção;12- Poço de alívio; 13- Tapete impermeável; 14- Sistema de drenagem das águas pluviais.
Além destes elementos, para o perfeito funcionamento da barragem, também fazem parte da estrutura:
1-
Figura IV.1 – Principais elementos de uma barragem de terra – Barragem Zoneada
Figura IV.2 – Principais elementos de uma barragem de terra – Barragem Homogênea
Figura X – Sangradouro – Caixa de Nível (Monje) - Tubulação de Fundo
Figura X – Barragem de Carpina – Caixa de Nível (Monje) – Tubulação/Descarga de Fundo
Figura X - Sangradouro – Barragem de Bocainas
Figura X – Sangradouro – Barragem de Nova Olinda
Figura X – Controle do Nível através de Comporta – Mágino
Figura X – Comporta de Itaipú (→ Operários)
Figura X – Barragem de Engenheiro Ávidos
Figura X – Comportas – Barragem Engenheiro Ávido
Figura X – Samgradouro da Barragem de Estreito em tempo de seca
Figura X – Barragem de Pindobaçu
Figura X - Barragem de Aimorés – Main Braziliam Dams III – CBDB
Sangradouro de Pequena Barragem
Sangradouro de Pequena Barragem
IV .1- CRISTA
A largura da crista é determinada pelas necessidades de tráfego sobre ela, não devendo ser inferior a 3 metros, mesmo para pequenas barragens. Esta largura mínima garante condições de acesso para serviços de manutenção e também colabora na estabilidade do maciço de terra. Em barragens de maior porte, onde há
tráfego freqüente de veículos esta largura geralmente varia entre 6 e 12 metros.Bureau of Reclamation (2002), recomenda que a largura mínima da crista para pequenas barragens seja calculada pela fórmula: L = Z/5 + 3 metros, onde Z é a altura máxima da barragem e L, a largura mínima da crista. Caso seja prevista uma estrada sobre a crista, a dimensão mínima sempre deverá ser de 5 metros.
São apresentadas na Figura IV.1.1 a crista de uma pequena barragem de terra e nas Figuras IV.1.2 e IV.1.3 a cristas de duas barragens de maior porte.
A altura da barragem, ou cota da crista, deve ser igual ao nível “máximomaximorum” da lâmina d’água, acrescido da borda livre (Capítulo V.2) definida
para o reservatório ( cota da crista = NAmáx Max + borda livre ) . O nível “máximo
maximorum” ou “máximo dos máximos” (NAmáx max) é o nível da lâmina d’água mais elevada que deverá e poderá atingir o reservatório na ocorrência da cheia de projeto.
Na crista deve haver um sistema de drenagem que permita o escoamento das águas de chuva de maneira segura, objetivando-se evitar erosões e empoçamento de
água. Pode-se construir canaletas de drenagem, ou construir a crista com uma inclinação para montante, evitando que as águas de chuva escoem sobre o talude de
jusante. Na Figura IV.1.4 apresenta-se a erosão de um talude de jusante, causada pelo escoamento de águas de chuva vindas principalmente da crista. Nas Figuras IV.1.5 e IV.1.6 apresentam-se detalhes de um sistema de drenagem bem executado nos taludes de uma barragem de terra.
Não havendo tráfego de veículos sobre a pista, a mesma pode ser protegida com a plantação de grama. Havendo tráfego freqüente de veículos a crista deve ser
protegida de maneira adequada, com a construção de um pavimento. Não havendonenhuma proteção superficial na pista, pela ação das águas de chuva e mesmo pela passagem de poucos veículos, pode haver o desgaste da superfície. Apresenta-se na Figura IV.1.1 um exemplo deste fato.
Para pequeno volume de tráfego pode-se executar sobre a crista um Revestimento Primário, como é feito em estradas vicinais. IPT (1988), em seu trabalho “Estradas Vicinais de Terra”, apresenta: “ O Revestimento Primário constitui-se em uma camada colocada sobre o reforço do subleito ou diretamente
sobre o subleito. Esta camada é obtida pela compactação de uma mistura (natural oupreparada) de material argiloso com material granular. A espessura desta camada deve levar em conta a quantidade e tipo de tráfego do local e as condições de suporte do subleito, variando, geralmente entre 10 e 20 cm. O objetivo da adição de argila no
material granular é o de atuar como ligante e regularizar a superfície final de rolamento. O objetivo do uso de material granular é aumentar o atrito da pista com as rodas dos veículos. A dimensão máxima ideal do material granular é de 2,5 cm. Na natureza há jazidas que podem ser utilizadas diretamente para a execução do Revestimento Primário, pois são compostas de uma mistura já em proporções satisfatórias de materiais granulares e de argila. É o caso das cascalheiras de cava. No
entanto, é mais comum aparecer a necessidade de se proceder a uma misturaadequada, uma vez que a maior parte das jazidas de materiais granulares é pobre em argila, como é o caso de cascalhos e pedregulhos de rio e saibros grosseiros de rochas alteradas. A mistura pode ser executada na própria jazida, no trecho em obras, ou em qualquer pátio que se mostre adequado. As operações para que a mistura atinja a necessária homogeneidade são: -secagem e destorroamento da argila; cálculo das proporções em volume (em torno de 1 de argila para 2,5 de material granular); mistura com grade de disco, motoniveladora ou pá carregadeira. - - -; regularização e compactação da camada do subleito ou camada de reforço; escarificação
(arranhamento) do leito; lançamento e espalhamento do material; umedecimento, ousecagem, se necessário; - - - ; compactação - - -.” Apresentam-se nas Figuras IV.1.7 a IV.1.14 detalhes deste procedimento. É necessário que durante a compactação se faça um controle da umidade do material para que o mesmo tenha a umidade de compactação especificada no projeto. Também é necessário um controle do grau de compactação do aterro para que o solo alcance a densidade especificada no projeto. Tanto a umidade ótima de compactação, como a densidade que o solo deve ter após compactado, são determinadas através do ensaio de compactação Proctor. Este ensaio é descrito em detalhes no capítulo VI.
Para grande volume de tráfego, deve ser executado um pavimento sobre a crista que suporte a solicitação imposta. Este pavimento deve ser projetado de acordo com critérios específicos para estradas. O dimensionamento de pavimentos não é objetivo deste trabalho, podendo-se obter informações técnicas a respeito em manuais do DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes) e em livros, sugerindo-se: “Manual de Técnicas de Pavimentação – Volumes I e II – De Senço, W. – Editora Pini.”
É importante observar, antes do enchimento do reservatório e antes da
construção do pavimento, se a altura da crista esta condizente com o estabelecido em projeto, pois dependendo dos tipos de materiais do aterro e da fundação, os recalques (deslocamentos verticais) podem variar entre 0,2 e 0,4% da altura da barragem, isto ocorrendo durante e após a construção do aterro. Os recalques que ocorrem após a construção do maciço, devido às deformações do aterro e da fundação, devem ser estimados, para que se construa a crista com a devida sobrelevação, evitando-se assim que a crista fique com altura inferior à projetada. Estes cálculos podem ser efetuados através do resultado de ensaios de adensamento (Capítulo XX) feitos com material indeformado da fundação e com solo compactado do aterro, ou, caso haja
esta possibilidade, com base em dados de instrumentação (Capítulo XX) obtidos, em uma seção da barragem construída antecipadamente.
Figura IV.1.3 – Construção do pavimento da crista de uma barragem.
Figura IV.1.4- Erosão no talude causada pelas águas vindas da crista.
Figura IV.1.10 – Escarificação (“arranhamento”) do leito.
BORDA LIVRE
“The freeboard must be sufficient to prevent overtopping by waves and
include an allowance for settlement of the foundation and embankment”
“US Army Corps of Engineers-2004”
IV .2- BORDA LIVRE
A borda livre (ou “folga”, “revanche”, “freeboard”) é a distância vertical entre
a crista da barragem e o nível das águas do reservatório e objetiva a segurança contra o transbordamento, que pode ser provocado pela ação de ondas formadas pela ação dos ventos, evitando danos e erosão no talude de jusante. Apresenta-se na Figura IV.2.1 a borda livre de um reservatório.
A borda livre deve ser calculada considerando-se o reservatório com seu nível máximo de água. Sua determinação baseia-se na previsão da altura e ação das ondas. A ação das ondas no seu encontro com o paramento da barragem depende do ângulo de ataque da onda, da inclinação do paramento e da textura da superfície do talude.
A altura das ondas depende da velocidade e da duração do vento, da extensão do reservatório na direção do vento considerada (“fetch”) e da profundidade do reservatório.
Figura IV.2.1- Soil-cement Protection and Wave Deflector Concrete Wall - Barragem de Porto Primavera
Recomenda-se que a borda livre de um barramento, mesmo de pequenas dimensões,não seja inferior a 0,5 metro. No mínimo, o valor da borda livre deve ser igual à altura da onda máxima, acrescida de 50%, para compensar a sua corrida sobre o talude da barragem e, ainda, de um valor correspondente a um fator de segurança, variável entre 0,60 e 3,00 metros, dependendo da importância da barragem (Gaioto, 2003).
O cálculo da borda livre de uma barragem de terra dever ser realizado de acordo com a seguinte metodologia:
1- Determinação do nível de água do reservatório que servirá de referência para o cálculo da borda livre;
2- Análises dos registros de ventos;
3- Como a linha do reservatório pode ser muito irregular, deve-se calcular o “fetch” efetivo, F, através da fórmula: F = Σ xi cos αi / Σ cos αi, onde αi = ângulo entre a direção considerada e a direção principal do vento, e x i = extensão do reservatório na direção αi ; os valores de αi devem ser tomados a cada 30, até 450, em ambos os lados da direção principal;
4- cálculo das características das ondas; 5- seleção final da borda livre em função dos resultados obtidos em (4), da
declividade do talude da barragem e do tipo de paramento.
Para o cálculo da altura da onda máxima podem ser utilizados ábacos, como o da Figura IV.2.2 (U.S. Bureau of Reclamation), e tabelas, como a Tabela IV.2.1 (Bordeuax, G.H.R.M. 1980), que foi estabelecida pela análise de diversas fórmulas empíricas relacionando a altura da onda, o “fetch” efetivo e a velocidade do vento. O U. S. Bureau of Reclamation recomenda os valores de borda livre para taludes protegidos com rip-rap apresentados na Tabela IV.2.2 ( in Bordeuax, G.H.R.M.
1980). Para pequenas barragens de terra, o Bureau of Reclamation (2002) recomenda folgas normalmente aceitáveis, apresentadas na Tabela IV.2.3. Para “fetch” com até 5,0 km e profundidade de água junto à barragem de até 9,0, Eletrobrás (1982) sugere os valores de borda livre apresentados na Tabela IV.2.4.
Na Tabela IV.2.5 são apresentados valores de borda livre em regime de nível de água normal e em regime de água em seu nível máximo, de alguns reservatórios brasileiros de grande porte.
Figura IV.2.2- Determinação da altura máxima da onda (U. S. Bureau of Reclamation, in Gaioto,N., 2003)
Tabela IV.2.1 – Altura da onda em função do “fetch” e da velocidade do vento (Bordeuax, G.H.R.M. 1980).
“fetch” (quilômetros)
1,6 0,81 0,9 - 4,0 0,96 1,08 1,17
8,0 1,11 1,29 1,4416,0 1,35 1,62 1,83 Tabela IV.2.2 – Borda livre em função do “fetch” e da velocidade do vento ( U.S. Bureau of Reclamation , in Bordeuax, G.H.R.M. 1980).
“fetch” (quilômetros)
Maximorum, para ventos de 80 km/h
< 1,6 0,9
1,6 1,2
Tabela IV.2.3- Borda livre normalmente aceitáveis (Bureau of Reclamation, 2002). Fetch
(quilômetros) Borda livre mínima
1,5 1,2 5,0 1,5 7,5 1,8 15,0 2,0
Tabela IV.2.4- Borda livre em função da extensão do espelho d’água do reservatório na cota do NA máximo (“fetch”) e da profundidade de água junto à barragem ( Eletrobrás, 2000 ).
Profundidade da água (P) junto à
barragem (m)
“fetch” 0,2 m
“fetch” 0,5 m
“fetch” 1,0 m
“fetch” 2,0 m
“fetch” 3,0 m
“fetch” 4,0 m
“fetch” 5,0 m
P ≤ 6,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,05 1,15 1,25 6,00 < P ≤ 10,00 1,00 1,00 1,00 1,05 1,15 1,25 1,35
Tabela IV.2.5 – Dimensão da Borda Livre de barramentos de grande porte (Bordeuax, G.H.R.M. 1980)
BARRAGEM Borda Livre (metros) N.A. Normal
Borda Livre (metros) N.A. Máximo
Água Vermelha 4,00 2,70
Atibainha 4,00 2,00 Cachoeira 5,50 2,00 Capivara 5,00 3,00 Emborcação 3,00 2,65 Estreito 6,50 2,36 Foz de Areia 5,00 3,50 Ilha Solteira 4,00 3,00 Itaipu 5,00 2,00 Tucuruí 6,00 4,00
Itumbiara 3,00 1,80 Jaguará 3,50 2,50 Marimbondo 4,20 3,14 Paraíbuna 5,00 2,50 Passo Real 4,00 2,90 Promissão 3,50 2,20 Salto Santiago 4,00 3,00 São Simão 3,00 2,20 Sobradinho 5,00 4,00
Figura IV.2.3- Wave Deflector Wall on the Dam Crest – Section - Barragem de Porto Primavera

Figura X – Barragem de Rejeito – Borda livre de 1,20m. Dimensionada considerando
os recalques totais previstos e a onda máxima para uma velocidade máxima de70km/h na direção do fetch máximo
E JUSANTE
“Karl Terzaghi em seu discurso de abertura, referindo-se aos solos residuais brasileiros, disse que os nossos técnicos estavam em condições de pesquisar e experimentar nas construções tal tipo de
solo, em proveito da técnica universal. No discurso de encerramento, Terzaghi voltou a referir-se aos engenheiros brasileiros dizendo que lhes cabia a grande missão de investigar e descobrir as intrincadas propriedades dos solos residuais, que ocorriam no Brasil em escala muito maior do que em outros países onde se praticava a Mecânica dos Solos.“
“II Congresso Internacional de Mecânica dos Solos” “Rotterdam, 1948”
IV .3- TALUDES DE MONTANTE E JUSANTE
O talude de montante é a parte do maciço que vai ficar diretamente em contato
com a água do reservatório, o que vai exigir considerações especiais na fase de
projeto, no cálculo de sua estabilidade, e cuidados especiais para sua manutenção
durante a fase de operação do reservatório.
A sua inclinação deve ser definida através de cálculos de estabilidade,
considerando-se: 1- As propriedades geotécnicas de resistência (Capítulo XX) e deformabilidade
(Capitulo XX) do solo utilizado em seu estado compactado, em sua condição de
umidade natural e também saturado (fase de enchimento e operação do reservatório);
2- As fases a que o aterro vai ser submetido, que são a fase de construção, a
fase de final da construção, a fase de operação (solo saturado) e, caso venha a
ocorrer, fase de rebaixamento rápido do nível de água do reservatório. O
rebaixamento rápido é uma situação crítica para o talude de montante de uma barragem, sendo importante sua consideração nos cálculos de estabilidade.
Consideram-se esvaziamentos rápidos para pequenas barragens os que apresentam
velocidades mínimas de descida do nível, de 0,15 metros por dia (Bureau of
Reclamation, 2002).
Os valores das inclinações dos taludes podem ser necessários, como em
anteprojetos para estimativas de custos, quando ainda não se dispõe dos dados
geotécnicos para a realização dos cálculos de estabilidade. Nestes casos é costume se
adotar inclinações para os taludes, com base em dados de experiência de obras executadas. Diversos autores apresentam sugestões de inclinação, considerando-se
diferentes tipos de solo. Para maciços de pequenas barragens a serem construídos
com solos que dêem uma “boa” compactação e em fundaç&otild

Apostila Barragens FEAGR 2011

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