Apostila barragens feagr_2011

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B A R R A G E N S

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

www.feagri.unicamp.br

B A R R A G E N S

Uma Introdução Para Graduandos

Parte I

Introdução

Principais Utilizações

Principais Tipos

Barragens de Terra: Principais Componentes

Desvio do Rio

Investigação do Subsolo

Elementos de Mecânica dos Solos

Bibliografia Básica

PROF. DAVID DE CARVALHO

d33c @ uol.com.br

JUNTAMENTE COM O TEXTO A

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B A R R A G E N S



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

“Nossas homenagens a cinco Engenheiros e Professores que

conduziram a Geotecnia e a Engenharia de Barragens à

comprovada competência que hoje tem”

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Arthur Casagrande

Vitor F.B. De Mello

Karl Terzaghi

Ralph B. Peck

Milton Vargas

AGRADECIMENTOS

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Aos colegas que compartilharam suas experiências através

de publicações, palestras, divulgação de fotos e

comunicações verbais, possibilitando o desenvolvimento

deste trabalho

“Learn continuously from experience, personal and vicarious,

and publish meaningful experiences for the betterment of the

profession”

“Karl Terzaghi”

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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:

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- Introdução – Etapas de projeto;

- Competência para projeto e construção;

- Segurança de barragens;

- Barragens ao longo da história;

- Bibliografia relativa a barragens;

- Instituições representativas de profissionais de 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 m3, 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

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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 deve passar 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

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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,

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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 milhares de 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;

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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;

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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).

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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.

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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

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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

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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

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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 de obras 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.

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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;

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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-se solos 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 o tempo 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.

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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?

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Figura I-1 – Barragem Sadd El Kafara – Jordânia - Construída a cerca de 4600 anos – 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)

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Figura I-3 - Barragem Sadd El Kafara

Figura I-4 - Barragem Sadd El Kafara

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Figura I-5 – Barragens da Antiguidade – (Fonte: Medeiros, 2009)

Figura I-6 – – Barragens da Antiguidade – (Fonte: Medeiros, 2009)

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Figura I-7 – Barragem Harbaga – Siria – Construída a cerca de 1800 anos – altura 21m – comprimento 365 m

Figura I-8 – Barragem Harbaga – Siria

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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

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Figura I-11 – Barragem de Itaipú – 196 metros de altura – 18 turbinas – 715 MW cada

Figura I-12 – Barragem de Itaipú – Condutos forçados

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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

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ÍNDICE

CAPÍTULO PÁGINA

I- INTRODUÇÃO

I-1- Introdução – Etapas do Projeto

I-2- Competência para Desenvolvimento de Projeto

I-3- Segurança de Barragens

I-4- Barragens ao Longo da História

I-5- Bibliografia Relativa a Barragens

I-6- Instituições Representativas de Profissionais

I-7- Instituições Governamentais

I-8- Observações - Capítulo I - Introdução

I-9- Questões Relativas ao Capítulo I

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II- PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES DE BARRAGENS

III- PRINCIPAIS TIPOS DE BARRAGENS

IV- PRINCIPAIS ELEMENTOS DE BARRAGENS

IV-1- CRISTA

IV-2- BORDA LIVRE

IV-3- TALUDES DE MONTANTE E JUSANTE

IV-4- PROTEÇÃO DO TALUDE DE MONTANTE

IV-5- PROTEÇÃO DO TALUDE DE JUSANTE

IV-6- CORTINAS DE VEDAÇÃO

IV-7- DRENAGEM INTERNA

IV-8- DIMENSIONAMENTO DE FILTROS

IV-9- FILTRO VERTICAL

IV-10- FILTRO HORIZONTAL

IV-11- TRANSIÇÕES

IV-12- DRENO DE PÉ

IV-13- POÇO DE ALÍVIO

V- DESVIO DO RIO

V-1- TUBULAÇÃO DE FUNDO

V-2- ENSECADEIRAS

V-3- CANAIS DE DESVIO

V-4- TUNEIS DE DESVIO

VI- INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS

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VI-1- OBTENÇÃO DE AMOSTRAS

VI-2-

VII- ANÁLISE DO SOLO ATRAVÉS DE CLASSIFICAÇÕES

VIII- VOLUME DA ÁREA DE EMPRÉSTIMO

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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. Por

esse 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”

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B A R R A G E N S



II- PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES DAS BARRAGENS

Atualmente a construção de barragens serve a diversos fins, dos quais se destacam:

1- Abastecimento de água para consumo humano e de animais;

2- Abastecimento de água para irrigação;

3- Recreação e paisagismo;

4- Controle da qualidade da água;

5- Controle de enchentes;

6- Garantia mínima de vazão a jusante;

7- Navegação;

8- Aqüicultura;

9- Geração de energia elétrica;

10- Contenção de rejeitos.

Uma barragem com a finalidade de contenção de cheias transforma uma vazão de 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.

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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 problemas de 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.

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Figura X - PCH COM TUBULAÇÃO DE ADUÇÃO – ELETROBÁS (1985)

PCH BURITI – BARRAGEM – CANAL DE ADUÇÃO – CASA DE MÁQUINAS

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PCH BURITI – CANAL DE ADUÇÃO

PCH BURITI – CONDUTOS FORÇADOS

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PCH BURITI – CASA DE MÁQUINAS

PCH BURITI – ENTRADA DE ÁGUA NOS CONDUTOS FORÇADOS

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PCH COM CANAL DE ADUÇÃO – ELETROBRÁS (1985)

PCH – CANAL DE ADUÇÃO - (CERPCH - Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas

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PCH – CONDUTO FORÇADO – CASA DE MÁQUINAS (CERPCH )

PCH – CONDUTO FORÇADO – CASA DE MÁQUINAS (CERPCH )

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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

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CONSTRUÇÃO DO CANAL DE ADUÇÃO – PCH SANTA EDWIGES I

CONSTRUÇÃO DO CANAL DE ADUÇÃO – PCH SANTA EDWIGES I

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PCH SALTO GRANDE – CAMPINAS – JOAQUIM EGÍDEO


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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).

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CONTENÇÃO DE CHEIAS – BARRAGEM NORTE – JOSÉ BOITEUX - SC

~CONTENÇÃO DE CHEIAS – BARRAGEM OESTE – TAIÓ - SC

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CONTENÇÃO DE CHEIAS – BARRAGEM OESTE – TAIÓ - SC

CONTENÇÃO DE CHEIAS – BARRAGEM OESTE – TAIÓ -SC

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Tanque para Psicultura

Tanque para Psicultura

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Fig. X – Tanque redondo de distribuição de águra para irrigação - TERRAPLAN

Tomada de fundo para bombeamento de água para irrigação

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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

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Figura X – Barragem de Rejeito contendo radionuclídeos

Figura X – Rompimento de Barragem de Rejeitos

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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.

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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)

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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)

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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)

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SANTO ANTONIO ENERGIA – ARRANJO GERAL UHE Santo Antônio, no rio Madeira, em Porto Velho (RO).

BARRAGENS

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;

“Karl Terzaghi”

III- PRINCIPAIS TIPOS DE BARRAGENS

Os principais tipos de barragens normalmente utilizados são os seguintes:

- Barragem de terra homogênea; - Barragem de terra zoneada; - Barragem de enrocamento; - Barragem de gravidade (concreto); - Barragem de gravidade aliviada (concreto); - 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.

Figura III.1- Barragem de terra homogênea – Barragem de Chiva

(in Cruz, 1996).

Figura III.2- Barragem de terra zoneada – Barragem de Orós

(In Cruz, 1996).

Figura III.3- Barragem de enrocamento – Barragem de Lynn

(in Cruz, 1996)

Figura III.4- Barragem de terra homogênea em construção.

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.

Figura III.17- Barragem de concreto em arco.

Figura III.18- Barragem de 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

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PRINCIPAIS ELEMENTOS

“Nature to be Commanded must be Obeyed”

“A Natureza para ser Comandada precisa ser Obedecida”

“Francis Bacon”

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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- Borda livre; 3- Talude de montante; 4- Proteção do talude de montante (rip-rap); 5- Talude de jusante; 6- Proteção do talude de jusante (grama ou outro elemento); 7- Trincheira de vedação; 8- Filtro horizontal; 9- Filtro vertical; 10- Dreno de pé; 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- Sistema de extravasamento (vertedouro ou sangradouro); 2- Comportas.

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Figura IV.1 – Principais elementos de uma barragem de terra – Barragem Zoneada

Figura IV.2 – Principais elementos de uma barragem de terra – Barragem Homogênea

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Figura X – Sangradouro – Caixa de Nível (Monje) - Tubulação de Fundo

Figura X – Barragem de Carpina – Caixa de Nível (Monje) – Tubulação/Descarga de Fundo

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Figura X - Sangradouro – Barragem de Bocainas

Figura X – Sangradouro – Barragem de Nova Olinda

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Figura X – Controle do Nível através de Comporta – Mágino

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Figura X – Comporta de Itaipú (→ Operários)

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Figura X – Barragem de Engenheiro Ávidos

Figura X – Comportas – Barragem Engenheiro Ávido

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Figura X – Samgradouro da Barragem de Estreito em tempo de seca

Figura X – Barragem de Pindobaçu

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Figura X - Barragem de Aimorés – Main Braziliam Dams III – CBDB

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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 “máximo maximorum” 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 havendo nenhuma 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 ou preparada) 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 mistura adequada, 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, ou secagem, 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.1-1 – Crista de uma barragem de terra.

Figura IV.1-2 – Crista de uma barragem de terra.

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.

ITAIPÚ

Figura IV.1.5- Sistema de drenagem nos taludes.

Figura IV.1.6- Sistema de drenagem nos taludes.

Figura IV.1.7 – Revestimento Primário.

Figura IV.1.8 – Proporção da Mistura.

Figura IV.1.9 – regularização da superfície do aterro.

Figura IV.1.10 – Escarificação (“arranhamento”) do leito.

Figura IV.1.11– Lançamento do material.

Figura IV.1.12 – Espalhamento do material.

Figura IV.1.13 – umedecimento do material.

Figura IV.1.14 – Compactação com rolo compactador.

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 xi = 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)

Altura da onda (metros)

Vento: 80 km/h


Vento: 120 km/h


Vento: 160 km/h 1,6 0,81 0,9 - 4,0 0,96 1,08 1,17 8,0 1,11 1,29 1,44 16,0 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)

Borda livre mínima (metros) com reservatório no N.A. Máx.

Maximorum, para ventos de 80 km/h

< 1,6 0,9

1,6 1,2 4,0 1,5 8,0 1,8 16 2,1

Tabela IV.2.3- Borda livre normalmente aceitáveis (Bureau of Reclamation, 2002).

Fetch (quilômetros)

Borda livre mínima (metros)

< 1,5 1,0

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 de 70km/h na direção do fetch máximo

TALUDES DE MONTANTE

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 fundações “estáveis” pode-se adotar em um anteprojeto a inclinação de 1 na vertical, para 3 na horizontal ( 1 : 3 ), para o talude de montante. Para o talude de jusante, considerando-se que o mesmo não vai estar diretamente em contato com a água do reservatório, razão pela qual é conhecido como o talude “seco”, para as mesmas condições citadas acima, pode-se adotar em um anteprojeto a inclinação de 1 na vertical para 2,5 na horizontal (1: 2,5 ). Por exemplo, para uma barragem com 10 metros de altura, a base do talude de montante deverá ter 30 metros de largura. Para a largura total da barragem deve-se acrescentar a largura da crista e a largura do talude de jusante. Neste exemplo, a base do talude de jusante deverá ter 25 metros de largura. Se considerarmos uma crista com 5 metros de largura, a largura total da barragem vai ser de 60 metros.

Para aterros devidamente compactados de acordo com o estabelecido pelas normas de compactação, Eletrobrás (2000) recomenda para utilização em anteprojetos de pequenas barragens as inclinações de taludes, apresentadas na Tabela IV.3.1.

Tabela IV.3.1- Inclinação de taludes ( Vertical : Horizontal ) em função do tipo de solo e altura da barragem (Eletrobrás, 2000 ). (Valores usuais considerando-se um adequada compactação do aterro e que o material da fundação não condiciona a estabilidade do talude – casos nos quais as fundações são mais resistentes que os maciços compactados das barragens ).

Material do Aterro H ≤≤≤≤ 5,00 metros 5,00 <<<< H ≤≤≤≤ 10 metros Solos Argilosos Montante - 1 : 2

Jusante – 1 : 1,75 Montante – 1 : 2,75 Jusante – 1 : 2,25

Solos Arenosos Montante - 1 : 2,25 Jusante – 1 : 2,00

Montante - 1 : 3,00 Jusante – 1 : 2,25

Areias e Cascalhos Montante - 1 : 2,75 Jusante – 1 : 2,25

Montante - 1 : 3,00 Jusante – 1 : 2,50

Pedras de mão (barragens mistas)

Montante – 1 : 1,35 Jusante – 1 : 1,30

Montante – 1 : 1,50 Jusante – 1 : 1,40

Para a sua construção deve-se procurar uma jazida (Capítulo VI) que forneça

material adequado para o processo de compactação (Capítulo VI) e que após compactado apresente boas características de impermeabilidade (Capítulo IX), resistência (Capítulo XX) e de deformabilidade (Capítulo XX).

Para a proteção da parte não submersa do talude de montante, contra a ação das

ondas e da natureza, deve-se adotar procedimentos especiais, os quais são apresentados no Capítulo IV.4. Para a proteção do talude de jusante também se deve adotar procedimentos, os quais são apresentados no Capítulo IV.5.

Apresenta-se na Figura IV.3.1 o talude de montante de uma barragem, e na

Figura IV.3.2 o talude de jusante de uma barragem.

Figura IV.3.1- Talude de montante de uma barragem.

Figura IV.3.1- Talude de jusante de uma barragem.

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PROTEÇÃO DO TALUDE DE MONTANTE

IV.4- PROTEÇÃO DO TALUDE DE MONTANTE Devido à ação das ondas que se formam no reservatório, e também das águas de chuva que podem vir da crista, o talude de montante deve ser protegido contra a erosão.

Esta proteção, geralmente é feita com rochas com tamanho suficiente para não serem arrastadas pelas ondas, denominadas de “rip-rap”. A proteção deve cobrir todo o trecho do talude, desde o seu topo, até cerca de 1m abaixo do nível de operação do reservatório. O “rip-rap” pode ser de dois tipos: “rip-rap” lançado ou “rip-rap” com pedras arrumadas. Apresenta-se na Figura IV.4.1 o talude de montante de uma barragem protegido por “rip-rap”. Apresenta-se na Figura IV.4.2 a colocação do “rip-rap” em uma barragem de terra em construção.

Quando não há rocha suficiente para a construção do “rip-rap”, a proteção do talude pode ser feita através de:

- Solo-cimento; - Revestimento de concreto; - Pedras rejuntadas IV.4.1- RIP-RAP LANÇADO

O “rip-rap” lançado “consiste de uma camada dimensionada de blocos de pedra, lançada sobre um filtro de uma ou mais camadas, de modo que este atue como zona de transição granulométrica, servindo como obstáculo à fuga dos materiais finos que constituem o maciço (Figura IV.4.2). A rocha a ser utilizada deve possuir dureza suficiente para resistir à ação dos fatores climáticos. As pedras ou blocos utilizados na construção do “rip-rap” devem ter de preferência o formato alongado, evitando-se, tanto quanto possível, os blocos de formato arredondado. Assim, as possibilidades de deslizamentos são menores. A espessura da camada e o tamanho dos blocos é função do “fetch”. O dimensionamento recomendado do “rip-rap” é apresentado na Tabela IV.4.1. (Bureau of Reclamation, 2002)”. No Capítulo IV.7 apresentam-se noções de granulometria, filtros e transições. Na Tabela IV.4.2, apresentam-se as sugestões do U.S. Army Corps of Engineers, para o diâmetro médio (D50) e espessura da camada de “rip-rap”, mínimos, em função da altura máxima das ondas. Sob o enrocamento, deve ser colocada uma camada de transição, de material granular, cuja espessura também é função da altura da onda (Tabela IV.4.3).

IV.4.2- RIP-RAP COM PEDRAS ARRUMADAS

No “rip-rap” com pedras arrumadas, “as pedras são arrumadas de modo a constituírem uma camada de blocos bem definida, preenchendo-se os vazios com pedras menores (Figura IV.4.3). A qualidade da pedra dever ser excelente. A espessura da camada pode ser a metade da dimensão recomendada no caso de “rip-rap” lançado. (Bureau of Reclamation, 2002)”.

Figura IV.4.1- Talude de montante protegido por “rip-rap”.

Figura IV.4.2- Construção do “rip-rap” em talude de montante.

Figura IV.4.3- “rip-rap” lançado (Bureau of Reclamation, 2002).

Figura IV.4.4 - “rip-rap”- pedra arrumada (Bureau of Reclamation, 2002). Tabela IV.4.1- Dimensionamento do “rip-rap” (Bureau of Reclamation, 2002).(inclinação – Horizontal : Vertical). Inclinação Hor. : Vert.

Fetch (km)

Espessura (metros)

Pedra (kg) Máximo

Pedra (kg) 40 a 50%

Pedra (kg) 50 a 60%

Pedra (kg) 0 a 10%

3 : 1 < 4 0,80 1.000 > 600 35 a 600 < 35 3 : 1 > 4 1,00 2.000 > 1.000 45 a 1.000 < 45 2 : 1 qualquer 1,00 2.000 > 1.000 45 a 1.000 < 45

Tabela IV.4.2- Dimensionamento do “rip-rap” (U.S. Army Corps of Engineers, in Gaito,N. 2003) Altura máxima da onda

(metros) Diâmetro médio – D50

(metros) Espessura da camada

(metros) 0 – 0,60 0,25 0,30

0,60 – 1,20 0,30 0,46 1,20 – 1,80 0,38 0,61 1,80 – 2,40 0,46 0,76 2,40 – 3,00 0,53 0,91

Tabela IV.4.3- Camada de transição sob o “rip-rap” (U.S. Army Corps of Engineers, in Gaito,N. 2003)

Altura máxima da onda (metros)

Espessura da camada de transição (metros)

0 – 1,20 0,15 1,20 – 2,40 0,23 2,40 – 3,00 0,30

IV.4.3- PROTEÇÃO COM SOLO-CIMENTO

O solo-cimento normalmente é colocado em camadas com largura de 2,5m, em forma de escada. A espessura mínima recomendada para cada camada é de 0,15m. Para sua construção devem ser utilizados solos arenosos, com cerca de 10 a 15% passando na peneira de número 200, com índice de plasticidade menor que 8% (Fell et al, 1992). Apresenta-se na Figura IV.4.5 um desenho de um revestimento com solo-cimento e na Figura IV.4.6 a foto do talude de uma barragem, protegido com solo-cimento.

Figura IV.4.5- Revestimento de Solo-Cimento.

Figura IV.4.5- Revestimento do talude de montante com Solo-Cimento.

IV.4.4- PROTEÇÃO COM PEDRAS REJUNTADAS A colocação de uma camada de pedras rejuntadas com argamassa de cimento ou asfalto tem sido utilizada como proteção do talude de montante, apesar de não ser recomendável sua utilização. Não se recomenda esta prática porque a rigidez do sistema constituído pelas pedras rejuntadas não acompanha as deformações do maciço de terra. Caso seja utilizada, deve-se prever uma constante vistoria do sistema para se corrigir possíveis falhas. Optando-se por este sistema, “a camada de pedra é construída sobre um colchão de areia com características de filtro, possuindo ambas, no mínimo, espessuras de 0,30m (Bureau of Reclamation, 2002)”.

IV.4.5- PROTEÇÃO COM REVESTIMENTO DE CONCRETO Em obras de pequeno porte, onde não ocorra um controle rigoroso de sua construção, em geral, o revestimento de concreto não é recomendável, porque a baixa elasticidade do material não acompanha os recalques diferenciais que podem ocorrer no maciço, havendo uma necessidade constante de manutenção do revestimento. Optando-se por este sistema, “ a espessura mínima recomendada é de 0,15m. A preferência é para a construção monolítica, embora placas de 2 por 2m venham sendo utilizadas (Bureau of Reclamation,2002)”. Apresenta-se na Figura IV.4.6, Figura IV.4.7 e Figura IV.4.8, o revestimento de concreto realizado em uma barragem de grande porte. Neste caso o revestimento, além da proteção contra as ondas, teve a função de impermeabilizar a face de montante da barragem. Apresenta-se na Figura IV.4.9 e Figura IV.4.10 uma barragem em operação, na qual a proteção com rip-rap foi feita parcialmente e ainda sem obedecer a espessura mínima necessária de camada de pedras.

Apresenta-se na Figura IV.4.11 e Figura IV.4.12 um pequena barragem na qual a proteção do talude foi feita com pedras rejuntadas.

Figura IV.4.6- Revestimento do talude de montante com concreto.



Figura IV.4.9- Revestimento inadequado.

Figura IV.4.10- Revestimento sem obedecer a espessura mínima.

Figura IV.4.11- Revestimento com pedras rejuntadas.

Figura IV.4.8- Revestimento com pedras rejuntadas.

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Rip rap coberto pela vegetação + árvore nascendo

Preparação do talude de montante

Geotextil + rip – rap

Geotextil + rip-rap

Porto Primavera – Photo 11 - Soil-cement Protection and Wave Deflector Concrete Wall

Porto Primavera-

Figure 14

PROTEÇÃO DO TALUDE DE JUSANTE

IV .5- PROTEÇÃO DO TALUDE DE JUSANTE O talude de jusante de uma barragem de terra deve ser protegido contra a erosão, causada pelas águas de chuva, que podem adquirir grandes velocidades, ao percorrer a distância entre o topo e o pé do talude. Geralmente, utiliza-se a grama para proteção do talude, podendo também ser usado outro material, como enrocamento, desde que este material seja economicamente viável. Aliado a esta

proteção, devem ser construídas canaletas de drenagem, para coletar adequadamente a água. Estas canaletas devem ser dimensionadas de maneira a dar vazão ao máximo volume de água previsto para a região da implantação da obra. São apresentados nas Figura IV.5.1 e IV.5.2 o talude de jusante de uma barragem, protegido por grama, e o talude de jusante de uma barragem protegido por enrocamento. São apresentados nas Figuras IV.5.3 e IV.5.4 a erosão no talude de jusante de uma barragem causada pelas águas de chuva. Nas barragens de terra, a primeira providência consiste em subdividir o talude em trechos, de altura não superior a 10 metros, por meio da intercalação de bermas, com cerca de 3 a 5 metros de largura. A superfície das bermas deve apresentar pequena declividade para montante, a fim de evitar que as chuvas que nelas caem desçam para o talude inferior. Nessas bermas são instaladas canaletas de concreto, para coletar as águas que caem no talude do trecho superior e na própria berma, conduzindo-as, com declividade da ordem de 0,5%, para caixas, também dispostas nas bermas, a cada 100 metros, aproximadamente. As águas que chegam a essas caixas são conduzidas através de tubos de concreto, até outras caixas, construídas na berma inferior e, assim, sucessivamente, até o pé da barragem. No contato da saia do aterro da barragem com as ombreiras, também deve ser prevista a construção de uma canaleta de concreto, para captar águas provenientes do talude e das ombreiras (Gaito, 2003). Para a preservação do bom estado do talude de jusante, deve ser evitada a plantação de árvores sobre eles, pois as raízes das mesmas, se as árvores morrerem, apodrecem e a abertura deixada por elas podem ser a causa de erosões internas, que podem causar a ruptura da barragem. São apresentadas nas Figuras IV.5.5 e IV.5.6, árvores nos taludes de jusante de pequenas barragens. Durante a fase de operação da barragem, periodicamente devem ser feitas vistorias ao talude de jusante, com o objetivo de sua preservação e observação de possíveis irregularidades na obra, com trinca nos taludes, afloramento de água, etc. Nestas vistorias deve-se observar também se animais como formigas, tatu, etc., estão se instalando no talude, pois, devido aos buracos que fazem, pode-se instalar um processo de erosão interna do maciço, com possibilidade de ruptura da barragem. Apresenta-se na Figura IV.5.7 um buraco de tatu no maciço de uma barragem. A construção de uma cerca é importante para impedir que o gado circule pelo talude de jusante da barragem, o que pode danificar a grama e também criar caminhos preferenciais de erosão. Também é importante, deixar um espaço livre no pé do talude, de maneira que seja possível a circulação de pessoas e de um veículo.

Figura IV.5.1- Proteção do talude de jusante com grama.

Figura IV.5.2- Proteção do talude de jusante com enrocamento.

Figura IV.5.3- Erosão causada pelo escoamento de águas de chuva.

Figura IV.5.4- Erosão causada pelo escoamento de águas de chuva.

Figura IV.5.5- Árvores no talude de jusante.

Figura IV.5.6- Árvores no talude de jusante.

Figura IV.5.7- Buraco de tatu no maciço de uma barragem

GALGAMENTO DO TALUDE

INICIO DE EROSÃO NO TALUDE DE JUSANTE

LOCAL POR ONDE A ÁGUA PASSA SOBRE O MACIÇO

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Figura X – Talude de jusante - Proteção com enrocamento

CORTINAS DE VEDAÇÃO

“There is no Glory Attached to the Foundations” “Karl Terzaghi”

IV .6- CORTINAS DE VEDAÇÃO

Uma barragem de terra nunca fica apoiada sobre um maciço perfeitamente estanque, existindo sempre um fluxo de água subterrâneo.

Em grandes extensões de área do sul do Brasil, os solos superficiais, até vários metros de profundidade são não saturados, apresentando um valor de porosidade e coeficiente de permeabilidade que possibilitam o fácil fluxo de água. Por exemplo, na região de Campinas - SP, encontram-se solos argilosos com 70% de porosidade ( Volume de vazios / Volume total ) até 6 metros de profundidade. Em cerca de 50% do interior do Estado de São Paulo, encontram-se solos arenosos com 50% de porosidade até pelo menos 6 metros de profundidade.

Aliado a esse fato, o solo superficial, até certa profundidade, que pode chegar

a metros, apresenta certa quantidade de matéria orgânica e presença de raízes. É comum também a presença de buracos de animais, que podem ser de canais menores, como o de formiga, a buracos maiores, como o de tatu, etc. Esta alta porosidade do solo superficial, aliada a presença de buracos, facilita a percolação de água sobre a barragem, podendo conduzir à sua ruptura, devido a subpressões e à erosão interna da fundação. Mesmo que a barragem seja apoiada em rocha, dependendo do grau de fraturamento da rocha, pode haver grande volume de fluxo sobre a barragem. Também pode ocorrer a presença de solos de baixa resistência na fundação da barragem (“solos moles”, como argilas orgânicas saturadas), exigindo sua remoção total ou parcial.

Apresenta-se nas Figuras IV.6.1 a IV.6.4 cortes em terrenos onde pode-se

observar o buraco de animais no subsolo. Apresenta-se na Figura IV.6.5, detalhes da rocha fraturada na fundação de uma barragem.

Havendo um fluxo de água sobre a barragem deve-se analisar pelo menos os

aspectos: - A vazão, que significa uma perda de água do reservatório, cujo volume

pode ser importante, dependendo da região do país de sua localização; - O gradiente hidráulico de saída que condiciona a pressão

hidrodinâmica suscetível de provocar a erosão interna do subsolo; - As subpressões, que estão associadas à estabilidade do maciço de terra. - As ações físico-químicas, que dependendo do tipo de solo, podem

condicionar a estabilidade do maciço. São exemplos destes solos, os solos colapsíveis (são solos que sobre a ação de carga e com variação de umidade sofrem colapso de sua estrutura), os solos expansivos ( com aumento da umidade sofrem aumento de volume), argilas dispersivas ( sobre a ação do fluxo perdem sua estrutura e são carreadas pela água), etc.

É necessário garantir que esses quatro aspectos que estão associados ao fluxo

subterrâneo sejam aceitáveis, já que a vazão determina a perda de água que condiciona a rentabilidade do aproveitamento, o gradiente e as subpressões estão diretamente associados à segurança, e as ações físico-químicas podem causar efeitos prejudiciais a longo prazo. De acordo com os tipos de problemas enfrentados, deve-se geralmente procurar modificar as condições de escoamento de fluxo subterrâneo.

Isto pode ser feito através de um tapete impermeável à montante e/ou um sistema de drenagem à jusante e/ou uma cortina de vedação sob o corpo da barragem. A construção da cortina de vedação sobre o corpo da barragem e a construção do tapete impermeável são objetos deste capítulo sendo a construção do sistema de drenagem objeto dos capítulos IV.7 (Drenagem Interna), IV.8 (Dimensionamento de Filtros), IV.9 (Filtro em Chaminé), IV.10 (Filtro Horizontal), IV.11 (Transições), IV.12 (Dreno de Pé) e IV.13 ( Poços de Alívio).

A cortina de vedação sob o corpo de uma barragem visa, portanto a interrupção

do fluxo sobre a mesma, através da construção de uma barreira impermeável. A cortina pode ser construída de diversas maneiras, das quais destacam-se:

- Cortina preenchida com material argiloso compactado, conhecida como trincheira de vedação (“cut-off”);

- Diafragama plástico; - Cortina de concreto; - Cortina de injeção.

São apresentados nos itens IV.6.1 a IV.6.4 deste capítulo, detalhes deste elementos

Também com o objetivo de diminuir a percolação de água através da fundação pode ser construído um tapete impermeável à montante conectado à seção impermeável da barragem. É apresentado no item IV.6.5, detalhes deste elemento.

IV.6.1- TRINCHEIRA DE VEDAÇÃO (“CUT-OFF”)

Mesmo para barragens pequenas e solo da fundação com baixa permeabilidade, sempre é importante a construção de uma cortina de vedação. Isto porque, sempre ocorre nesta camada a presença de material orgânico e buracos deixados por raízes e animais. A escavação de trincheiras atravessando as camadas superficiais, e o seu preenchimento com materiais argilosos compactados é a forma mais utilizada para interromper o fluxo de água sob a fundação da barragem. Apresenta-se nas Figuras IV.6.6 a IV.6.19 detalhes da construção de trincheiras de vedação. A execução das trincheiras com solos argilosos compactados têm as seguintes vantagens: - “permite uma inspeção visual das paredes de escavação, bem como do fundo da trincheira; - permite a boa execução de um preparo superficial da base da trincheira; - permite o preenchimento da trincheira por materiais impermeáveis selecionados, compactados em camadas sob controle tecnológico; - permite o uso dos equipamentos convencionais de escavação e terraplenagem; - é relativamente econômica principalmente quando os materiais escavados da trincheira são utilizáveis para a construção do maciço da barragem (Bordeaux, 1980).”

A trincheira de vedação deve ser posicionada sob a crista da barragem ou a montante da mesma, observando-se que: - em barragens em que há um núcleo impermeável, a trincheira deverá ser construída diretamente abaixo do núcleo, independentemente de onde este núcleo se localize; - em barragens homogêneas (construídas com um tipo apenas de solo), a trincheira geralmente é construída na parte central da mesma; - em situações em que a configuração das camadas permeáveis do subsolo é bastante variável, por razões econômicas, deve-se procurar construir a trincheira o mais próximo possível da superfície do terreno.

A profundidade da trincheira vai depender do subsolo local, identificado através de sondagens, e da altura da lâmina de água do reservatório. Esta trincheira pode ter, desde pequena espessura, até a vários metros de profundidade, dependendo da condição do subsolo local. A profundidade fica limitada pela viabilidade da escavação ser executada mecanicamente, por meio de tratores, escavadeiras, etc. A presença de nível de água no subsolo limita a facilidade de escavação, e caso seja necessário prosseguir a escavação e necessário realizar o rebaixamento do lençol freático, com seu conseqüente custo financeiro. Caso seja necessária a utilização de explosivos para remoção de materiais mais resistentes, isto só pode ser feito em casos especiais, por meio de fogo controlado, em pontos localizados, de forma a não danificar o maciço subjacente.

A base da trincheira deve ter, no mínimo, a largura da lâmina do trator de

esteira, devendo-se iniciar a escavação numa largura maior para levar em conta a inclinação do talude. Esta inclinação deve ser adequada à estabilidade do talude, sendo que nos casos que trincheira alcance profundidades maiores, um cálculo de estabilidade deve ser realizado. Não se recomenda a utilização de tabelas, que não considerem as condições do subsolo local e as características geométricas da barragem, para a determinação da largura da base, topo e profundidade da trincheira.

A trincheira de vedação deve ser preenchida por aterro, compactado nas

mesmas condições em que o núcleo impermeável da barragem, no caso de barragens zoneadas. No caso de barragens homogêneas, o material de preenchimento da trincheira deve ser compactado nas mesmas condições que o maciço compactado da barragem.

IV.6.2- DIAFRAGMA PLÁSTICO O diafragma plástico tem a vantagem de poder ser construído até grandes

profundidades, podendo ser construído abaixo do lençol freático. Também tem a vantagem de não ser um elemento rígido na fundação, o que poderia dar origem a tensões na zona do aterro sobre o topo da parede. Estas tensões podem ser provocadas por deslocamentos (recalques) diferenciais, entre o diafragma e a fundação. Camadas aluvionares de fundação, de até 100 metros de espessura, já foram impermeabilizadas por paredes diafragama (Gaioto, 2003).

Deve ser executado por empresa especializada e se constituí da escavação de uma vala com largura pré-determinada (por exemplo, 1 metro) e seu preenchimento com material plástico (solo-cimento). A estabilidade da escavação é mantida, pois fica cheia com uma suspensão de argila bentonítica denominada usualmente de lama de perfuração, com composição e dosagem especificada para cada caso. Esta lama é progressivamente introduzida dentro da trincheira para compensar o volume de material retirado bem como as perdas suscetíveis de se produzirem através das paredes e do fundo da escavação. O material é retirado juntamente com a lama através de corrente de suspensão que penetra pelas bordas do equipamento de perfuração (trépano) e sobe no interior de tubos de sucção. Uma vez transportado o material escavado para a superfície, ele é separado da lama de perfuração que é retificada e reenviada à trincheira. O material de preenchimento da trincheira deve ser especificado para cada caso, para que se conseguir uma mistura econômica, que deve ser essencialmente estanque para impedir a percolação, e deformável para acompanhar sem fissuração os movimentos verticais e horizontais do terreno encaixante.

São apresentados nas Figuras IV.6.20 a IV.6.24 detalhes da execução de um

diafragma plástico. IV.6.3 - CORTINA DE CONCRETO Cortinas de concreto podem ser utilizadas para a vedação da fundações de

barragens. É importante que se faça as seguintes observações sobre sua utilização: - a ligação de uma cortina de concreto apoiada sobre rocha sã, com o

núcleo impermeável de uma barragem constitui uma condição delicada a ser examinada, pois ela é um elemento rígido que pode puncionar a base do núcleo e criar zonas de tração com eventuais fissuras dentro do mesmo;

- para uma melhor distribuição das solicitações a que é submetida, uma cortina de concreto só é recomendável quando posicionada ao longo do eixo da barragem e quando não é muito profunda. Isto para não ser esmagada sob os esforços criados pelas deformações dos solos adjacentes devido ao efeito do peso da barragem; uma cortina de concreto construída fora do eixo da barragem irá ser submetida a momentos fletores de eixo horizontal capaz de rompe-la, a não ser que a mesma seja fortemente armada;

- acima do lençol freático a cortina de vedação pode ser construía com facilidade, enquanto que abaixo do lençol freático deve-se recorrer a processos executivos mais sofisticados, com a utilização de concretagem submersa.

IV.6.4- CORTINA DE INJEÇÃO Se abaixo da trincheira de vedação a fundação ainda apresentar permeabilidade

elevada para determinado tipo de reservatório, o tratamento pode ser feito por meio de injeção de nata de cimento ou de outros materiais impermeabilizantes, tais como, silicatos ou resinas. A cortina de injeção deve ser realizada por empresa especializada e é constituída por uma ou mais linhas de furos, executados no maciço rochoso por meio de equipamento rotativo ou roto-percurssivo.

O tratamento do maciço de fundação através de injeção consiste em introduzir

sob pressão, em furos, um líquido capaz de se solidificar nas fissuras, fendas ou vazios do maciço. Forma-se assim uma cortina capaz de provocar perda de carga hidrostática e reduzir a percolação d’água. É importante ressaltar que uma cortina de injeção não é totalmente estanque, pois é praticamente impossível se conseguir preencher todos os vazios e/ou descontinuidades presentes em um maciço de fundação.

“As cortinas de injeções conseguem reduzir substancialmente as vazões de

percolação, mas são, muitas vezes, pouco eficientes na redução das subpressões. Casagrandre, 1961, demonstra que as injeções realizadas em várias barragens de concreto não conseguiram reduzir substancialmente tais subpressões, chamando a atenção dos técnicos sobre a importância da drenagem em fundações de barragens, na luta contra as subpressões, e alertando-os, contra uma confiança demasiada nas cortinas de injeção. Portanto, é indispensável lembrar que as injeções e a drenagem são intimamente associadas quando se estuda o tratamento da fundação de uma barragem; a adoção de um tipo (injeções) ou de outro (drenagem) ou de ambos tipos de tratamento exige amplos conhecimentos teóricos e experiências práticas da equipe encarregada de estudos, bem como requer um domínio profundo do condicionamento geomecânico e geo-hidráulico do maciço a ser tratado e, principalmente, um percepção intuitiva das eventuais descontinuidades e anomalias presentes, as quais geralmente comandam toda a tratabilidade do maciço. Tendo em vista que a percolação em maciços rochosos ocorre através de fissuras e juntas, a eficiência de uma cortina de injeção dependerá da natureza do sistema de juntas (abertura, espaçamento, preenchimento) bem como das caldas utilizadas, dos tipos de equipamentos escolhidos e dos processos tecnológicos adotados. Existem numerosos fatores a serem levados em consideração na hora de se decidir se injeções são necessárias e, em caso positivo, até qual nível de intensidade as mesmas devem ser realizadas. Os principais fatores a serem analisados são: 1- natureza do maciço rochoso, suas fraturas e sua permeabilidade; 2- valor da água: a quantidade de água perdida por percolações representa um valor tal que justifica despesas de injeções para eliminar ou reduzir tal percolação? 3- erosão interna: existem riscos de “piping” pela fundação e/ou pelo material do núcleo em contato com o maciço de fundação, os quais devem ser eliminados? 4- no caso da barragem ser de terra e enrocamento, qual será o efeito das injeções sobre as pressões intersticiais dentro do núcleo argiloso? 5- se existe a probabilidade de ocorrência de eventuais defeitos construtivos dentro do núcleo e/ou dentro dos filtros de transição, deve se prever injeções na fundação para compensar tais deficiências? 6- quais são as preocupações a serem tomadas para impedir o eventual carreamento dos finos do núcleo através de fissuras do maciço da fundação? 7- no caso de uma barragem de concreto, as injeções deverão desempenhar o papel de aliviar o sistema de drenagem profunda a fim de reduzir as

subpressões no maciço da fundação? As injeções são necessárias para consolidar e reforçar o maciço de fundação? 8- para uma barragem de enrocamento com face de concreto, os caminhos de percolação reduzidos sob o plinto exigem cuidados especiais? (Bordeaux, 1980).

São apresentadas nas Figuras IV.6.25 e IV.6.28 a execução de injeções em fundações de barragens.

IV.6.5- TAPETE IMPERMEÁVEL À MONTANTE

O tapete impermeável à montante é construído com o objetivo de reduzir o gradiente hidráulico através da fundação, diminuindo assim a vazão, pelo aumento do caminho que a água tem que percorrer sob a barragem. Como é visto no Capítulo IX, referente a permeabilidade de solos: Q = K.i.A , sendo, Q = vazão; A = área normal (secção) ao escoamento; i = gradiente hidráulico = ∆∆∆∆ H / L ; representando a perda de carga que decorreu da percolação da água na distância L . Desta maneira, aumentando-se a distância L, diminui-se a vazão Q.

Em geral, o tapete é construído com o mesmo material e nas mesmas condições

de compactação da barragem, para barragens homogêneas e com o mesmo material do núcleo impermeável, para barragens zoneadas.

A espessura e o comprimento do tapete dependem da sua permeabilidade, da

estratificação e da espessura da camada permeável da fundação e da carga do reservatório. São freqüentes espessuras variando entre 0,60 e 3,00 metros, podendo alcançar maiores valores na região logo a montante do núcleo, para aumentar a sua eficiência.

São apresentados nas Figuras IV.6.29 e IV.6.30 tapetes impermeáveis de 2

barragens.

Figura IV.6.1- Buracos de animais no subsolo

Figura IV.6.2- Buracos de animais no subsolo (MAGINO)

Figura IV.6.3- Buracos de animais no subsolo

Figura IV.6.4- Buracos de animais (canalículos) dentro da trincheira de vedação (marcados em branco)

Figura IV.6.5- Rocha fraturada na fundação de uma barragem.(MAGINO)

CANALÍCULOS EM SOLO ELUVIAL (S1)

SP-99 - KM 72+100 (VAZ,2011)

CANALÍCULOS EM SOLO ELUVIAL (S1) SP-255, KM 260, AVARÉ, SP (VAZ,2011)

CANALÍCULOS EM SOLO ELUVIAL (S1) SP-99 - KM 72+100 (VAZ, 2011)

Figura IV.6.6- Início da construção de uma trincheira de vedação. (MAGINO)

Figura IV.6.7- Trincheira de vedação em construção.

Figura IV.6.8- Trincheira de vedação em construção.(MAGINO)

Figura IV.6.9- Limpeza da base de uma trincheira de vedação.(MAGINO)

Figura IV.6.10- Limpeza da base de uma trincheira de vedação.

Figura IV.6.11- início do preenchimento com solo argiloso compactado.(MAGINO)

Figura IV.6.12- Início do preenchimento com solo argiloso compactado.

Figura IV.13- Regularização de “taludes negativos” com concreto.

Figura IV.6.14- Preenchimento da trincheira com solo argiloso.

Figura IV.6.15- Preenchimento da trincheira com solo argiloso.

Figura IV.6.16- Preenchimento de uma trincheira com solo argiloso.

Figura IV.6.17- Construção de trincheira de vedação

Figura IV.6.18- Construção de trincheira de vedação.

Figura IV.6.19- Construção de trincheira de vedação.

Figura IV.6.20- Construção de diafragma plástico



Figura IV.6.23- Construção de diafragma plástico – PCH Garganta da Jararca.

Figura IV.6.24- Construção de diafragma plástico – PCH Garganta da Jararca – Escavação em arenito.

Figura IV.6.25- Execução de injeção na região do núcleo.

Figura IV.6.26- Execução de injeção.

Figura IV.6.27- Execução de injeção de calda de cimento para vedação das fundações da barragem. Injeções sendo executadas de dentro da galeria de drenagem da barragem.

Figura IV.6.28- Cut 0ff executado na Barragem Porto Primavera através de injeção de calda de cimento (Sitema Rotocret)

Foto Terraplan

TERRAPLAN

Figura IV.6.29- Tapete impermeável na Barragem de Jupiá (SCGBAP, 1983).

Figura IV.6.30- Tapete impermeável na Barragem de Porto Colombia (SCGBAP, 1983)

DRENAGEM INTERNA “Seepage through the foundation, abutments, and embankment must be controlled and collected to ensure safe operation. The intent is to prevent excessive uplift pressures, piping of materials, sloughing removal of material by solution, or erosion of this material into cracks, joints, and cavities. In addition, the project purpose may impose a limitation on allowable quantity of seepage. The design should include seepage control measures such as foundation cutoffs, adequate and nonbrittle impervious zones, transition zones, drainage material and blankets, upstream impervious blankets, adequate core contact area, and relief wells.”

“General Design and Construction Considerations for Earth and Rock-Fill Dams” “US Army Corps of Engineers-2004”

IV .7- DRENAGEM INTERNA

A drenagem interna deve ser considerada como um dos aspectos mais importantes da engenharia de barragens, pois a segurança das mesmas esta diretamente relacionada ao seu desempenho. Como é impossível a construção de barragens totalmente impermeáveis, tanto em termos de maciço compactado, como em termos de fundações, sendo inevitável a ocorrência de certa vazão de percolação, o controle desta vazão passa a ser fundamental em termos de segurança da obra. Esta vazão pelo maciço compactado e fundação pode acarretar: - carreamento de partículas que podem provocar uma erosão interna (“piping”), conduzindo à ruptura da barragem; - redução de resistência do solo compactado do maciço de jusante, pelo seu umedecimento, que geralmente é projetado para trabalhar como maciço não saturado; - subpressões não desejadas na fundação. Pela sua importância, o sistema de drenagem interna deve ser dimensionado de forma conservativa (a favor da segurança), de maneira que não deixe de funcionar durante o período de vida útil da obra, a fim de captar todas as águas de infiltração pelo maciço da barragem e pelas fundações, conduzindo-as para jusante de forma controlada. Na Figura IV.7.1 são apresentadas possíveis inflitrações que podem ocorrer em uma barragem.

Figura IV.7.1- Infiltrações que podem ocorrem em uma barragem.

Apresenta-se na Figura IV.7.2 o detalhe de um “piping” ocorrido em uma barragem. Apresenta-se na Figura IV.7.3 o “piping” ocorrido na barragem de Pampulha. Apresenta-se na Figura IV.7.4, Figura IV.7.5 e Figura IV.8.6, detalhes do vazamento de água no pé do talude de jusante de uma barragem, devido à ausência de um sistema de drenagem interna.

Vargas (1977) apresenta: “..., um caso notável de ruptura hidráulica por retroerosão tubular (“piping”), ocorrido entre nós, foi o da barragem de Pampulha. O sistema de drenagem nessa barragem, constituído de drenos franceses normais ao eixo da barragem, espaçados de 7 m entre si, avançava normalmente até muito próximo do talude de montante, como mostra a Figura IV.7.3. O talude de montante era revestido por uma placa contínua de concreto armado, o que defendia a barragem contra uma possibilidade de fluxo violento através dos drenos. Entretanto, 13 anos depois de construída, a cortina de concreto rompeu-se, talvez devido a recalques (deslocamentos) das fundações da barragem. Então estabeleceu-se um violento fluxo d’água entre a fenda da cortina e alguns dos drenos franceses. O fluxo de saída, visível numa boca de lobo do sistema de drenagem, aumentou progressivamente durante cerca de 5 dias, carreando cada vez mais material, até que se formou um túnel ao longo dos drenos. Quando as dimensões deste túnel atingiram proporções inusitadas, ele desabou formando uma espécie de canal em S, por dentro da barragem, pelo qual se escoou toda a água do reservatório.”

Figura IV.7.2 – Detalhe de “piping” ocorrido em uma barragem.

Figura IV.7.3 – Detalhe de “piping” ocorrido na barragem de Pampulha ( in Vargas, 1977).

20 DE ABRIL DE 1954 – ROMPIMENTO DA BARRAGEM DE PAMPULHA

Os principais elementos que são utilizados no sistema de drenagem interna de

uma barragem de terra, são: 1- Filtro em Chaminé; 2- Filtro Horizontal ou Tapete Drenante;

3- Dreno de Pé; 4- Transições entre diferentes tipos de materiais; 5- Trincheira Drenante; 6- Poços de Alívio; 7- Galerias de Drenagem.

São apresentados na Tabela IV.7.1 os dados referentes ao sistema de drenagem

e às vazões previstas e observadas em um total de 16 barragens de terra. Destaca-se nesta Tabela as vazões específicas observadas variaram geralmente no intervalo 0,2 a 4,0 l/min/metro, mas que no caso da ombreira esquerda da Barragem de Água Vermelha, devido à ocorrência de uma camada de lava aglomerática altamente permeável, a vazão específica atingiu 29,0 l/min/m, sem que houvesse qualquer problema associado ao carreamento de materiais sólidos. Uma análise comparativa entre as vazões previstas e observadas é apresentada na Tabela, para um total de 16 diferentes barragens, conjuntamente com dados referentes aos materiais de fundação e ao sistema de drenagem.

Tabela IV.7.1- Vazões de 16 barragens observadas no sistema de drenagem interna (Silveira, 1983)

Figura IV.7.4– Detalhe de vazamento de água no pé de jusante devido à ausência de

sistema drenagem interna no maciço da barragem.

Figura IV.7.5 – Detalhe de vazamento de água no pé de jusante devido à ausência de


Figura IV.7.6 – Detalhe de vazamento de água no pé de jusante devido à ausência de


Foto Feel & Fry (2007)

Foto Feel & Fry (2007)

Barragem de Cataguases – MG (2003)

Barragem da Rio Pomba Mineração – MG (2007)

BARRAGEM DA PAMPULHA – 1940

DIMENSIONAMENTO

DE FILTROS

“Até o meio da barragem faço tudo para a água não chegar. A partir daí faço tudo para a água sair da

maneira que quero” “Arthur Casagrande”

IV .8- DIMENSIONAMENTO DE FILTROS

IV.8.1- FILTROS EM GERAL

O projeto de um filtro deve ter como base fundamental a granulometria do material a ser empregado. Esta granulometria deve ser tal que: a) As partículas menores se acomodem nos vazios entre as partículas maiores, de modo que o conjunto atue sempre como camada filtrante, ou seja, o material sólido deve ser retido e a água consiga percolar com facilidade. Quando tal ocorre, a água que surge a jusante do filtro se apresenta límpida e isenta de material sólido; b) O material mais fino seja retido pelo filtro, evitando o carreamento de partículas sólidas e, conseqüentemente, a formação de erosão regresssiva (“piping”); c) Os vazios do material do filtro devem ser suficientemente pequenos, de forma que impeçam a passagem das partículas do solo a ser protegido; d) os vazios do filtro devem ser suficientemente grandes de forma que propiciem a livre drenagem das águas e o controle de forças de percolação, impedindo o desenvolvimento de altas pressões hidrostáticas, isto é, a carga dissipada no filtro.

IV.8.2- CRITÉRIOS PARA O DIMENSIONAMENTO DE FILTROS Com o objetivo de atender aos requisitos citados em IV.8.1, com base na sua experiência profissional, Terzaghi propôs, em 1922, relações entre os diâmetros d15 e d85 do material de base, com o diâmetro D15, do material de filtro, expressas pelas duas inequações:

D15 / d15 >>>> 4 a 5 e D15 / d85 <<<< 4 a 5,

Denominadas, respectivamente, de relação de permeabilidade e relação de estabilidade (“piping ratio”). Outros requisitos foram posteriormente acrescentados aos critérios de Terzaghi. Por exemplo, o U.S. Bureau of Reclamation limita o tamanho das partículas do material do filtro a 76 mm, para minimizar a segregação e a formação de pontes (“bridging”), das partículas grandes durante a colocação. O U.S. Army Corps of Engineers também requer que seja satisfeita a condição:

D50 filtro / d 50 solo <<<< 25,

Para se evitar o movimento de partículas do solo dentro do filtro, e um coeficiente de uniformidade do filtro não superior a 20, para assegurar que não haja segregação. Sherard et al (1976) citam outras regras comumente utilizadas: - a curva granulométrica do filtro deve apresentar, aproximadamente, a mesma forma da curva do solo protegido;

- quando um solo a ser protegido contém uma grande porcentagem de pedregulhos, o filtro deve ser projetado com base na curva granulométrica da porção do material que é mais fino que a peneira de 25,4 mm de abertura. (Gaito, 2003)”

D(ij) e d(ij) correspondem às ordenadas “ij”% do material que passa nas peneiras. Isso significa que o material possui ij% dos grãos mais finos. Para pequenas barragens, Bureau of Reclamation (2002) recomenda: “a) D(15) do filtro / D(15) da base maior ou igual a 5. ( O filtro não deve ter mais de 5% de grãos passando na peneira No 200 – diâmetro igual a 0,075 mm.); b) D(15) do filtro / D(85) da base menor ou igual a 5; c) D(85) do filtro / diâmetro dos furos no tubo de drenagem ( ou da malha do poço de alívio) maior ou igual a 2; No anterior, D(ij) corresponde à ordenada “ij”% do material que passa nas peneiras. Isso significa que o material possui ij% dos grãos mais finos.” Apresenta-se na Figura IV.8.1 e Figura IV.8.2, detalhes de filtros de proteção contra “piping”.

Figura IV.8.1- Detalhes de filtros de proteção contra “piping” (in Bordeaux, 1980).

Figura IV.8.2- Detalhes de filtros de proteção contra “piping” (in Vargas, 1977). Detalhes sobre a curva granulométrica de um solo são apresentados no Capítulo XX. Na Figura IV.8.3 apresenta-se um detalhe da faixa de variação granulométrica de um filtro, adotando-se:

- D15-Filtro < 4 a 5 D85-Solo e - D15-Filtro > 4 a 5 D15-Solo

Figura IV.8.3- Escolha da faixa de variação granulométrica do filtro (a partir dos

pontos A e B determinados, são traçadas curvas paralelas à curva granulométrica do solo)

Pinto (2000), utilizando: - D15-Filtro > 5 D15-Solo e, - D15-Filtro < D85-Solo,

apresenta a Figura IV.8.4 e faz as seguintes considerações: “No exemplo indicado na Figura, o material P não é um bom filtro para o solo S, porque não é muito mais permeável do que ele, enquanto que o material R não é adequado por ser muito mais grosso e, eventualmente, permitir a passagem de finos do solo S pelos seus vazios. O material Q é o que satisfaz as duas condições.”

Figura IV.8.4- Materiais para filtros de proteção (in Pinto, 2000).

FILTRO VERTICAL

“Karl Terzaghi na obra da Barragem de Vigário, em Piraí-RJ, no início da década de 1950, por conta das peculiaridades regionais do solo, idealizou o dreno vertical, ou filtro chaminé, como elemento de drenagem interna de barragens de terra homogêneas. (....) Desde então, sua solução pioneira tem sido bastante difundida e muitas barragens foram construídas com o dreno chaminé, tanto no Brasil como no exterior.

“Historia da Engenharia Geotécnica no Brasil, ABMS, 2010”

IV.9- FILTRO VERTICAL

Os filtros em chaminé podem ser verticais ou inclinados, Figura IV.9.1, devendo a escolha por um desses tipos ser feita criteriosamente no desenvolvimento do projeto da barragem. O filtro vertical foi utilizado pela primeira vez no Brasil na barragem do Vigário em 1948 (Figura IV.9.2), tendo sido projetado por K. Terzaghi.

O filtro vertical representou no Brasil uma evolução no conceito de drenagem, e a barragem de seção homogênea com dreno vertical e horizontal constitui um modelo de “Barragem Brasileira” seguido por um grande número de projetos de barragens em outros paises. Só mais recentemente é que os drenos inclinados (Figura IV.9.1) vem sendo introduzidos em barragens de maior altura (Cruz, 1995).

Drenos verticais do tipo chaminé somente são recomendados para barragens

até 25 a 30m de altura. Para maiores alturas, o dreno inclinado propicia uma melhor distribuição de tensões no maciço, evitando a inclusão de uma parede vertical de areia, de rigidez sempre muito superior a do maciço adjacente, mesmo em se tratando de enrocamentos (Cruz, 1995).

Figura IV.9.1 – Exemplo de filtro vertical e filtros inclinados.

Os filtros verticais geralmente são projetados em uma espessura variando de

0,9 a 2,0m, sendo que na maioria dos casos, essas espessuras são fixadas por motivos de ordem construtiva, ou seja, de acordo com as dimensões mínimas dos equipamentos de construção. A altura dos filtros verticais geralmente é a altura do nível d’água no reservatório, podendo ser construídos com alturas menores, isto dependendo das especificações do projeto, após criteriosa análise das linhas de percolação no maciço e de sua estabilidade.

Figura IV.9.2- Barragem do Vigário (Sherard et al.,1963) (in Cruz, 1996).

Os filtros devem ser construídos com areia de granulometria previamente estabelecida, a qual deve ser devidamente compactada durante a execução. Apresenta-se na Figura IV.9.3 o contato entre o solo de um aterro compactado e a areia do filtro. Na Figura IV.9.4 apresenta-se um aterro e filtro vertical em construção.

Figura IV.9.3- Contato entre o solo do aterro e o filtro de areia.

Figura IV.9.4- Aterro e filtro vertical em construção

O filtro em chaminé geralmente é construído com areia grossa, aluvionar, isenta de finos. Especifica-se uma porcentagem máxima de 5%, em peso, passando na peneira #200, para que o material não apresente coesão, evitando-se assim a propagação de trincas de tração dentro do filtro, eventualmente desenvolvidas no interior do aterro. Este material deve satisfazer, simultaneamente, aos dois requisitos de filtragem e drenagem da água percolada através da barragem, ou seja, os seus vazios devem ser suficientemente pequenos, para evitar que as partículas do aterro sejam carreadas através deles e suficientemente grandes, para proporcionar permeabilidade adequada para o escoamento da água, evitando o desenvolvimento de elevadas forças de percolação e de pressões hidrostáticas (Gaioto, 2003).

Os métodos executivos dos drenos verticais podem ser de duas maneiras:

1- Lançamento e compactação de areia acompanhando o avanço da barragem de terra. Partindo-se da base, sobre o filtro horizontal já construído, executa-se o filtro vertical com areia até certa altura, na largura especificada pelo projeto, e após constrói-se o aterro lateralmente, até a altura do filtro. Repete-se o processo até atingir-se a altura final do filtro, especificada pelo projeto. Apresenta-se na Figura IV.9.5 (1) e Figuras IV.9.6 a IV.9., detalhes da construção deste filtro.

2- Partindo-se da base, sobre o filtro horizontal já construído, constrói-se algumas camadas de aterro, e depois, no local do filtro, procede-se à retroescavação de uma vala no aterro, com a largura especificada para o filtro, até encontrar-se a camada de areia do dreno horizontal. Dentro da vala, procede-se a limpeza da areia contaminada com solo no dreno horizontal e, após isto, procede-se o enchimento da vala com a areia do filtro e executa-se sua compactação. Repete-se o processo até atingir-se a altura de filtro, especificada no projeto. Na Figura IV.9.5 (2), Figura IV.9.6 e Figuras IV.9.10 a IV.9.18, são apresentados detalhes da construção do filtro vertical de uma barragem, através deste procedimento. Na Figura IV.9.19 apresenta-

se um filtro vertical construído junto ao núcleo impermeável. Rosa, 1983, apresenta a seguinte seqüência para construção do filtro vertical: a) lançamento da última camada de areia sem compactação; b) cobertura da areia com material terroso e compactação das duas primeiras camadas com rolo liso; c) avanço normal do aterro até a altura pré-determinada (H), com acompanhamento topográfico deste limite; d) escavação do aterro com retroescavadeira até chegar no material arenoso. Normalmente perde-se 20 cm de areia devido a mistura com terra, que é provocada pelos dentes da caçamba da retro, durante a escavação; e) e finalmente, o preenchimento do dreno vertical em camadas pré-estabelecidas, espalhadas manualmente ou mecanicamente, compactadas com vibradores e jatos d’água.

Quando são necessários grandes volumes de produção diária, o método da retroescavação do aterro é mais vantajoso, pela sua alta produtividade e maior eficiência no controle de tráfego dentro da barragem.

Em cada corte do aterro para construção do filtro, obrigatoriamente, uma camada de areia (≅ 20 cm) é perdida devido ao revolvimento e mistura do material. Quanto maior o número de cortes, tanto maior serão as perdas em volume de material. Por exemplo, para cada 100m de comprimento de barragem, para filtro de 1m de largura, 20m3 de areia serão perdidos por corte.

Em termos de quantas camadas se compactar antes de proceder a retroescavação para construção do filtro vertical, o que se sugere nestes casos específicos (Rosa, 1983) são testes, efetuados durante o início da obra, a fim de determinar a altura de corte em função de: tipo de material terroso, umidade ótima deste material e tipo de equipamento disponível ou a ser adquirido pelo empreiteiro, para efetuar a retroescavação. Por exemplo, durante a execução da barragem de terra da usina hidroelétrica de Itumbiara, chegou-se à conclusão que a altura ideal de corte para o filtro vertical era em torno de 4,00m. Nesta barragem a largura do filtro vertical foi de 1,50m.

Quanto à compactação das camadas de areia (Rosa, 1983), a experiência mostra que, o grau de compactação requerido é alcançado mais depressa, com um número menor de passadas do compactador, por causa do confinamento a que o material (areia) esta submetido. Dessa maneira, testes para determinação da altura das camadas e do número de passadas dos compactadores (e seus tipos disponíveis pelo empreiteiro) devem ser feitos. No próprio aterro experimental, normalmente executado para determinar os equipamentos e grau de compactação das argilas e siltes, poderia ser feito o mesmo para as areias, nas valas.

Figura IV.9.5- Detalhes da construção de filtros verticais (Rosa, 1983)

Figura IV.9.6 – Detalhes da construção de filtro vertical (Rosa, 1983)

Figura IV.9.6- Filtro vertical em construção. Lançamento de areira (k ≥ 1 x 10-2)

Figura IV.9.7- Filtro vertical em construção. Lançamento de areira (k ≥ 1 x 10-2)

Figura IV.9.8- Execução de filtro inclinado entre o núcleo impermeável e o espaldar de jusante (k ≥ 1 x 10-2).

Figura IV.9.9- Filtro vertical em construção. Lançamento de areia (k ≥ 1 x 10-2).

Figura IV.9.10- Escavação do aterro para a construção do filtro.

Figura IV.9.11- Colocação de areia na vala escavada no aterro.

Figura IV.9.12- Colocação de areia na vala escavada no aterro.

Figura IV.9.13- Areia colocada na vala escavada no aterro.

Figura IV.9.14- Preparação da areia para compactação.

Figura IV.9.15- Compactação da areia.

Figura IV.9.16- Areia compactada.

Figura IV.9.17- Areia Compactada.

Figura IV.9.18- Lançamento de água.

Figura IV.9.19- Filtro vertical de areia construído junto a um núcleo impermeável.

FILTRO HORIZONTAL

“In soil mechanics, no evidence can be considered reasonably adequate until there is sufficient field experience to determine whether the phenomena observed in the laboratory are indeed the same as those that operate in the field”

“Ralph Peck” IV .10- FILTRO HORIZONTAL OU TAPETE DRENANTE

Toda água coletada pelo filtro chaminé e também toda água que percola através da fundação, deve ser conduzida para o pé de jusante da barragem através do filtro horizontal, que tem como finalidade transportar água através da barragem e servir de transição para os materiais mais finos. As vazões que percolam através das fundações geralmente são bem maiores que as que percolam através do aterro, devido ao aterro ser construído com material compactado e a fundação se encontrar em seu estado natural. É necessário que, no dimensionamento dos tapetes drenantes, se trabalhe com coeficientes de segurança ainda maiores que os adotados no projeto dos filtros em chaminé, principalmente levando-se em conta que, no caso de um funcionamento deficiente do filtro em chaminé, o tapete drenante funciona como defesa adicional; por outro lado, no caso de um mal funcionamento do tapete drenante, o filtro chaminé resultará inoperante. Para evitar subpressões elevadas na barragem e manter não saturada a zona de jusante, os tapetes drenantes devem trabalhar com a menor carga hidráulica possível, ou seja, com gradiente hidráulico muito baixo. Por este motivo, se ele for construído com o mesmo material do filtro em chaminé, deverá apresentar uma espessura excessivamente grande. Para diminuir esta espessura, utiliza-se o chamado filtro sanduíche, com a introdução de uma ou mais camadas internas de materiais drenantes, de maior permeabilidade (Gaioto, 2003). O dreno horizontal deve atender três condições (Rosa, 1983): 1- graduação de materiais, tal que impeça os mais finos, do maciço de jusante (acima dele) e da fundação (caso dela ser em solo), de serem carreados provocando a erosão interna (pipping); 2- capacidade suficiente para absorver e transportar todas as águas provenientes do dreno vertical e fundação; 3- permeabilidade suficiente, para que as águas da fundação percolem livremente, sem provocar altas pressões de baixo para cima no aterro de jusante. Apresenta-se na Figura IV.10.1, exemplos de tapete drenante. Apresenta-se na Figura IV.10.2 exemplo do tapete drenante tipo sanduíche de uma barragem. Apresenta-se na Figura IV.10. 3 detalhes dos tipos de tapete drenante utilizados na barragem de Itumbiara. Apresenta-se nas Figuras IV.10.4 a Figura IV.10.24, fotos da construção de tapetes drenantes de barragens.

Figura IV.10.1- Exemplos de Tapete Drenante.

Figura IV.10.2 - Tapete drenante tipo sanduíche (Rosa, 1983).

Figura IV.10.3- Tapetes drenantes da barragem de Itumbiara (Rosa, 1983).

Figura IV.10.4– Lançamento de areia para construção do tapete drenante.

Figura IV.10.5– Lançamento de areia para construção do tapete.

Figura IV.10.8– Umedecimento da areia do tapete drenante.

Figura IV.10.9- Vista aérea de um tapete drenante tipo “Francês”.

Figura IV.10.10- Vista aérea de um tapete drenante tipo “Francês”

Figura IV.10.11- Tapete drenate tipo “Francês”.

Figura IV.10.12- Detalhe do dreno para retirada de água captada pela camada de areia.

Figura IV.10.13- Detalhe do dreno para retirada de água captada pela camada de areia.

Figura IV.10.14 –Tapete drenante tipo sanduíche. Camada de brita sendo lançada sobre camada de areia.

Figura IV.10.15- Barragem de terra – Margem direita – Filtro horizontal.

Figura IV.10.16- Filtro horizontal a jusante do eixo – Ao fundo, início do lançamento de Saprolito (micaxisto alterado) – camada solta de 25cm.

Figura IV.10.17- Filtro horizontal tipo sanduíche – Lançamento da primeira camada (k ≥1 x 10-2 cm/seg).

Figura IV.10.18- Filtro horizontal tipo sanduíche – Lançamento da primeira camada sobre a fundação – Areia (k ≥1 x 10-2 cm/seg).

Figura IV.10.19- Filtro horizontal tipo sanduíche – Lançamento da camada de camada de cascalho lavado (k > 0,50cm/s) sobre a camada de areia – Espessura de 0,60 metros.

Figura IV-9-20- Filtro horizontal tipo sanduíche – Lançamento da camada superior de areia (k ≥1 x 10-2 cm/seg).

Figura IV-9-21- Início do lançamento do solo de aterro a ser compactado sobre o filtro horizontal tipo sanduíche já executado.

Figura IV-9-22- Execução de filtro horizontal – Areia com k ≥1 x 10-2 cm/seg – Espessura acabada de 1,00 metro.

Figura IV-9-23- Execução de filtro horizontal – Areia com k ≥1 x 10-2 cm/seg.

Figura IV-9-24- Lançamento de solo do aterro a ser compactado, sobre o filtro horizontal já executado.

TRANSIÇÕES IV.11- TRANSIÇÕES Para a mudança de um material mais fino, como a areia do dreno horizontal, para um material de granulometria maior, como “pedras de mão”, é necessário que seja feita uma transição com materiais de granulometria intermediária. Como o nome indica, as

transições têm por finalidade impedir a passagem dos materiais mais finos através dos de maior diâmetro, seja pela ação do carreamento dentro do maciço, ou por carreamento externo, como ondas de reservatório, rebaixamento do nível d’água e chuva.

Estes materiais devem satisfazer as condições necessárias para que um material seja filtro do outro, impedindo assim o carreamento de partículas. Devem também satisfazer a condição de permeabilidade, para que possibilite o escoamento das águas que chegam até eles.

Nas barragens de enrocamento, o aterro não pode ser colocado diretamente em

contato com o enrocamento, pois os problemas de carreamento de partículas de solo, através dos vazios do enrocamento, aparecem em maiores proporções que os mencionados no dimensionamento de filtros. Os critérios de filtro entre os dois materiais adjacentes devem ser respeitados, sempre que o sentido da percolação da água for do aterro para o enrocamento, o que acontece na transição de jusante. Na transição de montante, apesar do problema de carreamento de partículas não existir, também devem ser introduzidas uma ou duas camadas de materiais de granulometria intermediária, para permitir que se proceda à compactação adequada na faixa de controle de materiais (Gaito, 2003).

Apresenta-se na Figura IV.11.1 exemplo de transições na barragem de Porto

Primavera. Apresenta-se na Figura IV.11.2 exemplo de transição em dreno francês na

barragem de Três Irmãos. Apresenta-se nas Figuras IV.11.3 a IV.11.9, fotos de transições em barragens. Ávila, J. P. (1983) lista as seguintes providências importantes no projeto de

transições: 1- Os materiais alternativos para utilização em transições precisam ser

pesquisados desde as fases iniciais do projeto, e todas as possibilidades devem ser bem caracterizadas antes da contratação da construtora;

2- Para os materiais naturais é necessária a pesquisa através de poços e trincheiras para coleta de amostras realmente representativas. As sondagens não recuperam parcelas importantes dos materiais. Apesar disto, estas sondagens dão boa indicação da existência de camada de alteração mesmo sem amostragem representativa;

3- Os materiais existentes acima das linhas de escavação, precisam ser investigados quanto à aplicabilidade nas transições;

4- Caso se adote as transições com materiais processados, é indispensável prever nos histogramas de consumo de materiais processados os volumes correspondentes às transições;

5- É aconselhável que os materiais de transição sejam ensaiados para verificação da capacidade de retenção dos materiais mais grossos a fim de ser evitada a aplicação generalizada dos critérios Terzaghi-Bertram como único critério de filtro. Além disto estes ensaios podem indicar se as espessuras das camadas de transição são suficientes para promoverem a auto-estabilização do processo de carreamento.

Figura IV.11.1- Barragem de Porto Primavera – Margem direita – Corte típico 1-1 – Estaca 180 à estaca 280 (in Cruz, 1996).

Figura IV.11.2- Transição em dreno tipo francês na Barragem de Três Irmãos (in Cruz, 1996).

Figura IV.11.3- Transição no dreno tipo francês – Barragem Três Irmãos.



Figura IV.11.6- Transição em Rip-Rap de uma barragem.

Figura IV.11.7- Transição próxima ao núcleo impermeável.

Figura IV.11.8- Núcleo de argila – Filtro vertical de areia – Transições.

Figura IV.11.9- Núcleo de argila – Filtro vertical de areia – Transições.

DRENO DE PÉ

IV .12 – DRENO DE PÉ O dreno de pé capta todas as águas que percolam através do filtro em chaminé e do tapete drenante, chegando ao pé de jusante, conduzindo-as de volta ao rio, à jusante da barragem. Devido ao grande volume de água que pode chegar ao dreno de pé, para possibilitar o escoamento, o dreno de pé corresponde a uma seção de enrocamento, ou seja, construído com rochas, que podem variar de brita a pedras maiores. Para se chegar do material da granulometria do filtro horizontal a granulometria do enrocamento, é necessária a utilização de uma transição de materiais, com granulometrias intermediárias, seguindo-se os critérios estabelecidos para filtros. Quando as vazões nos drenos de pé são muito grandes, podem ser introduzidos tubos de drenagem em seu interior, para facilitar o escoamento e reduzir o volume de enrocamento necessário. Cruz (1983) recomenda que o dreno de saída ou de pé deva ter altura, no mínimo, igual a duas vezes a espessura do dreno horizontal, e largura de crista mínima de 4,0 metros (Ver Figura IV.12.1). “É recomendável a norma de construção de drenos situados no pé de jusante das barragens de terra. Juntamente com os tapetes drenantes, desempenham o papel de coletores de águas freáticas, conduzindo-as ao leito do rio. Deverão ser utilizadas tubulações furadas, com diâmetro interno mínimo de 0,15m. Dimensionados de acordo com a área a ser drenada, os drenos aumentam progressivamente da seção até o coletor de condução das águas ou leito do rio. O dreno deve ser colocado numa vala de profundidade mínima de 1m, com enchimento de material de filtro (conforme apresentado no item IV.12.1) para evitar o carregamento dos materiais do maciço e/ou fundação”. Apresenta-se nas Figuras IV.12.2 a IV.12.5, detalhes de drenos de pé. Apresenta-se nas Figuras IV.12.6 a IV.12.9, fotos da construção de drenos de pé. Apresenta-se nas Figuraras IV.12.10 a IV.12.14, fotos da água que escoa através dos sistemas de drenagem de barragens, saindo pelo dreno de pé.

Figura IV.12.1- Drenos de pé de pequenas barragens (Cruz, 1996).

Figura IV.12.2- Dreno de pé da Barragem de Marimbondo (SCGBAP,1983).

Figura IV.12.3- Execução de drenos de pé (Rosa, 1982).

Figura IV.12.4- Exemplo de dreno de pé (Eletrobrás, 2008).

Figura IV.12.5- Seção transversal do tapete drenante tipo sansuiche e dreno de pé de um trecho da Barragem de Três Irmãos (Gaito, 2003).

Figura IV.12.6- Construção de dreno de pé.


Figura IV.12.10- Água que escoa através de dreno de pé.

Figura IV.12.11- Água que escoa através de dreno de pé.

Figura IV.12.12- Água que chega ao de dreno de pé.

Figura IV.12.13- Água, de parte da Barragem de Itaipú, que escoa pelos sistemas de drenagem e chega ao dreno de pé. Observar medidor triangular de vazão.

Figura IV.12.14- Água, de parte da Barragem de Itaipú, que escoa pelos sistemas de drenagem e chega ao dreno de pé. Observar medidor triangular de vazão.

TERRAPLAN

IV .13- POÇOS DE ALÍVIO – TRINCHEIRA DRENANTE – GALERIAS DE DRENAGEM

IV.13.1- POÇOS DE ALÍVIO Os poços de alivio são furos de drenagem abertos no terreno, com o objetivo de reduzir as subpressões desenvolvidas pela percolação de água na fundação. Os diâmetros mais usuais dos poços de alívio variam entre 75 e 150 mm. Quando abertos em rocha sã, não devem ser preenchidos com qualquer material, mas deixados livres. Quando abertos em solo e rocha alterada, devem ser preenchidos por material que dê estabilidade ao furo e que sirva de filtro, permitindo o fluxo da água e impedindo o carreamento de partículas do solo da fundação. Os materiais de preenchimento podem ser materiais granulares, telas, geotexteis, etc e tubos perfurados (50 a 100 mm), para aumentar a área de escoamento da água e, conseqüentemente as vazões drenadas. Os poços de alívio devem ser executados em uma só linha e com espaçamento médio de 3,0 m, com uma profundidade definida de acordo com as condições da fundação da barragem. Geralmente são construídos sob o dreno de pé, mas podem ser construídos à montante deste, até a base do filtro em chaminé. Também podem ser construídos à jusante da barragem, quando são detectadas subpressões excessivas durante o enchimento do reservatório (Gaioto, 2003). Bureau (2002), para construção de pequenas barragens, apresenta: “Quando as fundações permeáveis são cobertas por uma camada impermeável de espessura tal que se torna tecnicamente desaconselhável o uso de valas drenantes, recomenda-se a construção de poços de alívio. As indicações básicas para construção são: a) Os poços devem atravessar a camada impermeável, atingindo a zona permeável, até uma profundidade tal que não se atinja a condição de levitação (“uplift”), isto é, o gradiente hidráulico seja inferior ao crítico. É geralmente satisfatória uma profundidade do poço igual à profundidade do reservatório; b) O espaçamento entre os poços deve ser tal que intercepte a descarga freática, drenado-a e, conseqüentemente, aliviando as subpressões. É recomendável um espaçamento inicial de 15 a 30m;

c) Os poços devem oferecer resistência mínima à descarga freática. O diâmetro interno mínimo do poço deve ser igual a 0,15m. Assim, asseguram-se pequenas perdas de cargas na coleta pelo poço de descarga freática. Deve existir uma camada de, pelo menos, 0,15m de filtro entre a tela do poço de fundação. O material do filtro deve seguir os critérios:

a) D(15) do filtro / D(15) da base maior ou igual a 5. ( O filtro não deve ter mais de 5% de grãos passando na peneira No 200 – diâmetro igual a 0,075 mm.); b) D(15) do filtro / D(85) da base menor ou igual a 5; c) D(85) do filtro / diâmetro dos furos no tubo de drenagem ( ou da malha do poço de alívio) maior ou igual a 2; No anterior, D(ij) corresponde à ordenada “ij”% do material que passa nas peneiras. Isso significa que o material possui ij% dos grãos mais finos.”

São apresentados nas Figuras IV.13.1 e IV.13.2 exemplos utilização de poços de alívio em duas barragens.

Figura IV.13.1- Poços de alívio na barragem de Promissão (in SSGBAP, 19823).

Figura IV.13.2- Poços de alívio na barragem de Porto Colombia (in SSGBAP, 19823). IV.13.2- TRINCHEIRA DRENANTE A trincheira drenante tem por objetivo a interceptação de fluxos de água através de camadas permeáveis mais superficiais da fundação. São particularmente recomendadas quando a permeabilidade na direção vertical dessas camadas é muito baixa, para garantir o acesso da água ao tapete drenante ou ao dreno de pé. Sua construção é semelhante ao dreno de pé, com camadas de areia e transição. Tubos perfurados somente devem ser utilizados quando a trincheira situa-se próxima ao pé da barragem ou quando escavada em rocha de baixa deformabilidade, sob a garantia de que não ocorrerão recalques que possam ocasionar ruptura ou deslocamento dos tubos (Gaioto, 2003). (Cruz, 1996) recomenda que as trincheiras drenantes na fundação de ombreiras devem ter largura mínima de 0,8 m e profundidade máxima de 3,0 m. Alves Filho et al (1980), citam a trincheira construída na ombreira esquerda da Barragem de Água Vermelha, com 4 metros de largura na base e 5 metros de profundidade. Após o enchimento do reservatório a vazão de água coletada por essa trincheira era da ordem de 2.300 litros por minuto. Bureau (2002), para construção de pequenas barragens, apresenta: “No caso de fundações permeáveis cobertas com uma camada de aluvião impermeável, que é de ocorrência freqüente, representa uma boa norma escavar a faixa impermeável, construindo-se, assim, uma vala drenante ao longo do pé do

talude. O enchimento deverá seguir os critérios de filtros (conforme apresentado no item IV.13.1 deste Capítulo). Esta vala deverá conter um dreno de pé”. Apresenta-se na Figura IV.13.3 a escavação do solo para a construção de uma trincheira de drenagem. IV.13.3- GALERIAS DE DRENAGEM As galerias de drenagem quando construídas objetivam permitir a execução de serviços de drenagem e/ou injeção, durante e após a construção da barragem.

Figura IV.13.3- Escavação para a construção da trincheira de drenagem. Por apresentar custo elevado, a decisão sobre a construção de uma galeria na fundação de uma barragem deve ser tomada quando existirem fortes indícios sobre a possibilidade de ocorrência de subpressões elevadas, que não possam ser controladas eficientemente por outros meios e que representem problemas importantes para estabilidade da barragem e/ou sua fundação (Gaito, 2003). A galeria de drenagem, executada juntamente com um sistema de poços de alívio nas fundações, permite um maior rebaixamento das subpressões, pois as saídas dos poços de alívio ficam posicionadas em cotas muito mais baixas que

aquelas em que a água drenada tem que alcançar na superfície do terreno. Para isso, é preciso que a galeria seja construída com centenas de metros de comprimento e com dimensões internas que permitam o acesso de equipamentos para a execução dos furos de drenagem (Gaioto, 2003). Apresenta-se na Figura IV.13.4 injeção sendo realizada dentro de galeria de drenagem. Apresenta-se na Figura IV.13.5 um detalhe da galeria de drenagem da Barragem de Jupiá, onde pode-se observar o sistema de drenagem sob a fundação, injeções realizadas e piezômetros instalados.

Figura IV.13.4- Realização de injeção dentro de uma galeria de drenagem

Figura IV.13.5- Galeria de drenagem, sistemas de drenos, injeções e piezômetros de uma seção em concreto da Barragem de Jupiá.

DESVIO DO RIO

V- DESVIO DO RIO

Já no anteprojeto da obra, é preciso definir os procedimentos a serem adotados para o desvio do rio para construção da obra, analisando-se criteriosamente todos os aspectos técnicos e financeiros. Os procedimentos a serem adotados para o desvio do rio vão depender:

1- do volume de água do rio e de sua largura; 2- da largura do vale na região do eixo da barragem.

São basicamente três os procedimentos adotados para o desvio do rio: 1- Quando o volume de água não é “grande” e há espaço suficiente na

região do eixo da barragem, o desvio pode ser feito através de uma “tubulação de fundo".

2- Quando o volume de água é “grande” e o rio tem largura suficiente, pode-se adotar o procedimento de construção de “enscecadeiras”. Constrói-se primeiramente uma ensecadeira, entrangulando o rio e orientando-o para posições mais convenientes à construção da obra, no seu próprio leito. Construída a base da barragem dentro da ensecadeira, onde se instalam galerias de concreto na base, fecha-se o outro lado do rio com a construção de uma outra ensecadeira, desviando o volume de água do rio para estas galerias de concreto;

3- Em vales fechados, onde a construção de ensecadeiras não é possível, o rio deve ser desviado através de “canais” ou “túneis” escavados nas ombreiras. Apresenta-se no item V.1 deste capítulo, o desvio do rio através de tubulação de fundo. Apresenta-se no item V.2 deste capítulo, o desvio do rio através de ensecadeiras. Apresenta-se no item V.3 deste capítulo, o desvio do rio através de canais ou túneis escavados nas ombreiras.

DESVIO DO RIO TUBULAÇÃO DE FUNDO

V.1- DESVIO DO RIO ATRAVÉS DE TUBULAÇÃO DE FUNDO A tubulação de fundo, em pequenas barragens, tem com função principal:

1- desviar a água do rio, durante a construção da barragem;

2- permitir a passagem de um volume de água calculado em projeto e aprovado pelos órgãos legisladores, que garanta um valor mínimo de vazão para o rio à jusante do aterro, mantendo sua vida, durante e após a construção da barragem;

3- drenar total ou parcialmente o lago após a obra concluída, e atender a alguma necessidade que tenha surgido durante o período de uso, quer seja para manutenção, quer seja para implantação de uma nova utilização para a água do reservatório.

Se possível é bom evitar que a tubulação de fundo trabalhe sob pressão,

como conduto forçado, pois isto facilita a ocorrência de vazamentos na tubulação, o que é indesejável que ocorra na região em que esta instalada, ou seja, dentro do maciço da barragem.

DAEE (2008), recomenda a utilização de um diâmetro de um diâmetro de 0,8m,

no mínimo, para a galeria do descarregador de fundo, devido à necessidade de inspeções visuais internas para identificação de possíveis vazamentos ou problemas estruturais e para dar mais segurança ao escoamento das vazões do curso d’água na fase de construção, quando funciona como desvio.

A tubulação de fundo é também conhecida como “extravasor de fundo”, “dreno de

fundo”, “ladrão de fundo”, “desarenador”. Para sua implantação, em uma cota próxima à superfície do rio, e paralelamente a

ele, prepara-se o terreno da fundação onde vão ser implantadas manilhas de concreto, tubos de PVC, tubos de ferro fundido ou estruturas pré-moldadas de concreto (galerias) de maiores dimensões (para maior volume de água no rio). A tubulação de fundo deve ser instalada na parte de baixo do maciço de terra, bem próximo à parte mais funda da represa, para permitir que, se necessário, toda a água possa ser retirada de dentro do reservatório. A partir de sua instalação, o leito do rio é fechado (geralmente com um aterro), de maneira que toda a água seja desviada para a tubulação de fundo. Dá-se então continuidade a obra, com a limpeza e preparação do leito do rio para receber o corpo da barragem. Dependendo do volume de água armazenada na represa, do volume de água mínimo permanente que deve escoar para jusante e do tempo que se pretende esvaziar o reservatório, caso necessário, pode-se instalar mais de uma tubulação, com registros. Apresenta-se na Figura V.1 a tubulação de fundo implantada durante a construção de uma pequena barragem e na Figura V.1.2 uma vista em planta e uma vista em corte da tubulação de fundo de uma barragem. Na Figura V.1.3 apresentam-se seções

transversais de três barragens construídas no Sri Lanka há mais de dois mil anos, onde pode-se observar dispositivos de descarga de fundo.

Figura V.1.1- Tubulação de fundo de uma pequena barragem (in Morano, 2006).

Figura V.1.2- Vista em planta e corte da tubulação de fundo de uma barragem (in

DAEE, 2008).

Figura V.1.3- Seções Transversais de três barragens antigas(300AC – 250AC – 80AC)

no Sri Lanka (in Schnitter, 1994).

O controle da vazão pela da tubulação de fundo pode ser feita através de:

1- Registro à jusante.

Lopes (2005) recomenda que este procedimento seja adotado para lâmina d’água até no máximo três metros, e que a tubulação seja constituída de tubos de PVC corrugados de alta resistência e que a junção entre eles seja feita com anéis de borracha flexível, sob pressão. Recomenda ainda a não utilização de tubulação de PVC com mais de 300mm de diâmetro nominal.

A utilização do registro à jusante tem o inconveniente da tubulação estar constantemente sob pressão, o que no caso de rompimento nas junções ou em qualquer parte da tubulação, pode provocar vazamentos indesejáveis dentro do maciço da barragem.

2- Comporta de ferro fundido ou chapa de aço à montante. Neste caso, a abertura e fechamento da comporta e feito por meio de volante

metálico, instalado acima da superfície d’água do reservatório, devendo estar em local de fácil acesso. A utilização de comporta à jusante tem a vantagem da tubulação de fundo não estar constantemente sendo submetida à pressão d’água em seu interior. 3- Monje

É também conhecido como “caixa de nível” ou “cachimbo”, podendo se construído tanto dentro como fora do reservatório. No caso de ser construído dentro do reservatório, além de ter como função

prioritária manter a água do lago na cota N.A.normal, por ocasião das precipitações, ele auxilia o extravasor de superfície a dar escoamento à vazão de cheia pela tubulação de fundo que sai monje. Na grande maioria das vezes trabalha como canal aberto sem nenhuma pressão sobre suas paredes internas (Morano, 2006). No caso de ser construído fora do reservatório, além de cumprir a função

prioritária que é a de manter a água no lago na cota do N.A.normal, não necessita de divisão interna, podendo ser construído como uma única caixa, diminuindo dessa forma o custo da obra e facilitando sua manutenção por estar fora d’água, porém, com a desvantagem da tubulação de fundo que chega ao monje trabalhar o tempo todo como canal fechado (Morano, 2006). Apresenta-se na Figura V.1.3 a vista de uma caixa de nível em perspectiva e na Figura V.1.4 uma vista em corte. Apresenta-se na Figura V.1.5 a vista em corte de uma caixa de nível de uma pequena barragem.

O monge pode ser construído em alvenaria ou concreto, e constituí-se de uma caixa de seção quadrada ou retangular, com uma parede divisória no meio. Em um lado da caixa fica uma abertura por onde entra a água, e do outro lado da caixa fica uma outra abertura, onde esta ligada à tubulação de fundo, que retira a água do reservatório, conduzindo-a a jusante. No meio, entre estas duas aberturas, é por onde se controla o nível d’água do reservatório, através da colocação de pranchões de madeira, que podem ser retirados, ou da construção de uma parede com furos, os quais podem ser tampados ou abertos, para controlar o nível d’água do reservatório. Informações detalhadas da construção da tubulação de fundo e da construção da caixa de nível são apresentadas por Lopes (2006) e Morano (2005). Apresenta-se na Tabela V.1.1 a relação entre diâmetro de tubos de concreto e vazão máxima, para tubos assentados com uma declividade de 1%. Apresenta-se na Tabela V.1.2, a capacidade de vazão de tubos circulares de concreto, para tubos assentados com declividade ≥ 2%.

Apresenta-se na Figura V.1.6 a galeria de fundo em concreto, utilizada para o desvio do rio durante a construção da barragem.

Apresenta-se na Figura V.1.7 uma galeria de fundo em concreto utilizada para

manter a vazão mínima estabelecida para a continuidade do rio à jusante

Apresenta-se na Figura V.1.8 um vertedouro tipo tulipa, que permite o controle do nível d’água no reservatório e mantém a vazão mínima estabelecida para o rio à jusante. Tabela V.1.1- Relação entre diâmetro do tubo e vazão máxima, para tubos de concreto assentados com uma declividade de 1%, conforme fórmulas de Manning (in Agrodata, 2008).

DIÂMETRO (em centímetros)

VAZÃO MÁXIMA (em litros/segundo)

30 87 40 181 50 327 60 550 70 802 80 1.150 90 1.620 100 2.080 120 3.490 150 6.330

Tabela V.1.2- Capacidade de vazão de tubos circulares de concreto – Declividade i ≥ 2% - (Eletrobrás, 1982).

Figura V.1.3- Monge equipado com tubos de PVC: vista em perspectiva (in Lopes,

2005).

Figura V.1.4- Monge equipado com tubos de PVC: vista em corte (in Lopes, 2005).

Figura V.1.5- Vista em corte de um descarregador de fundo de uma pequena barragem

(in DAEE, 2008).

Figura V.1.6- Galeria de fundo para desvio do rio e garantia de vazão mínima para o rio

a jusante, após a construção da barragem.

Figura V.1.7- Galeria de fundo em concreto.

Figura V.1.8- Vertedouro tipo tulipa.

Usina Hidrelétrica Mauá – Paraná

Desvio do rio foi feito por baixo da barragem por meio de dois condutos que serão fechados após a conclusão da obra

JOSÉ BOITEUX – SC – PROTEÇÃO DO EXTRAVASOR

DESVIO DO RIO ENSECADEIRAS

V.2- DESVIO DO RIO ATRAVÉS DE ENSECADEIRAS As ensecadeiras são construídas com material lançado dentro do rio, Figura V.2.1, com o objetivo de formar uma barreira parcial ao fluxo d’água, transferindo-o e estrangulando-o, para a parte onde não foi construída a ensecadeira. Desta maneira, na parte onde foi construída a ensecadeira, procede-se ao esgotamento da água que ficou em seu interior, para que parte da barragem seja construída, Figura V.2.2.

Figura V.2.1- Construção de ensecadeira – Barragem Flor do Sertão. A definição de como construir a ensecadeira, deve ser criteriosamente definida, pois a mesma vai ser implantada, com as águas do rio em movimento. São construídas utilizando-se materiais de diversas granulometrias, desde grandes pedaços de rocha até argila.

Apresenta-se na Figura V.2.3, sugestões para construção de uma ensecadeira de até 5 m de altura (Eletrobrás, 1982). Apresenta-se na Figura V.2.4, seção esquemática da ensecadeira da Barragem de Itaipu.

Figura V.2.2- Ensecadeira já construída – Barragem Flor do Sertão.

Geralmente são construídas duas ensecadeiras, primeiro uma e depois a outra, podendo ser em número maior, dependendo da largura do rio. Na construção do maciço da barragem no interior da primeira ensecadeira, quando não houver estrutura de concreto nesta parte, uma galeria ou tubulação de concreto deverá ser construída, com dimensões tais que permita que, quando o outro lado do rio for fechado para a continuidade da obra, toda a água do rio seja desviada para dentro desta galeria, que a conduz de volta ao leito do rio, à jusante da obra. Quando houver uma estrutura de concreto na barragem, na base desta estrutura são construídas as galerias de maneira que o rio possa ser desviado por ali. Após a conclusão da obra, estas galerias são fechadas, para que se proceda ao enchimento do reservatório. Nas Figuras V.2.5 a V.2.8, são apresentadas esquemas, em planta, da implantação de uma ensecadeira. Na Figura V.2.9 é apresentada a foto do desvio do rio pelo fundo da primeira ensecadeira. Nas Figuras V.2.10 a V.2.25, são apresentadas fotos de ensecadeiras de algumas barragens.

Figura V.2.3- Ensecadeira – Transição (mistura de britas1, 2 e 3) – Vedação (material argiloso) – Proteção (enrocamento) (Eletrobrás, 1982)

Figura V.2.4- Seção esquemática da ensecadeira da Barragem de Itaipu (in Gaioto, 2003).

Figura V.2.5- Construção da primeira ensecadeira (Eletrobrás, 1982).

Figura V.2.6- Construção da Galeria de Fundo e construção da primeira parte do aterro

(Eletrobrás, 1982).

Figura V.2.7- Desvio do rio pela galeria e construção da segunda ensecadeira

(Eletrobrás, 1982).

Figura V.2.8- Desvio pelo fundo da estrutura de concreto para vertedouro e/ou casa de

máquinas (Eletrobrás).

Figura V.2.9- Desvio do rio pelo fundo da estrutura de concreto, construída dentro da primeira ensecadeira (Barragem Flor do Sertão).

Figura V.2.10- Primeira ensecadeira – Barragem Flor do Sertão.

Figura V.2.11- Primeira ensecadeira – Barragem Flor do Sertão.

Figura V.2.12- Estrutura de desvio pela base. Barragem Flor do Sertão.

Figura V.2.13- Estrutura de desvio pela base - Barragem Flor do Sertão.

Figura V.2.14- Desvio do rio pela base. Barragem Flor do Sertão.

Figura V.2.15- Ensecadeira construída para reforma de PCH.

Figura V.2.16- Ensecadeira construída para reforma de PCH.

Figura V.2.17- Ensecadeira - Usina Hidrelétrica de Taquaruçú.

Figura V.2.18- Ensecadeira – Usina Hidrelétrica Porto Primavera.

Figura V.2.19- Ensecadeira – Usina Hidrelétrica Tucuruí.


Figura V.2.21- Ensecadeira.

Figura V.2.22- Fechamento de ensecadeira.

Figura V.2.23- Construção de ensecadeira – Itaipu.


Leito do rio dentro da ensecadeira – PCH Zé Fernando

UHE BARRA GRANDE

UHE BARRA GRANDE – DETALHE DO FECHAMENTO DO RIO

UHE CAMPOS N OVOS

UHE SERRA DA MESA – ENSECADEIRAS E TÚNEL DE DESVIO

ESQUEMA DE DESVIO POR TÚNEIS – UHE BARRA GRANDE

UHE MACHADINHO – SEGUNDA ETAPA DE DESVIO

DESVIO DO RIO

CANAIS

V.3- DESVIO DO RIO ATRAVÉS DE CANAIS

Em vales fechados, onde não é possível o desvio através de tubulação de fundo ou ensecadeiras, o rio deve ser desviado através de canais ou túneis escavados nas ombreiras. Estes processos podem ter custos bastante elevados e deve-se procurar otimizar todos os procedimentos, como utilização do material escavado na construção

da barragem, compatibilidade da altura das ensecadeiras com as seções hidráulicas de desvio, etc. Apresentam-se nas Figuras V.3.1 a V.3.6, o canal de desvio de Barragens. Apresenta-se na Figura V.3.7 o túnel de desvio de uma barragem.

Figura V.3.1- Canal de desvio da Barragem de Itaipu.



Figura V.3.6- Itaipú – Vista Geral

UHE Santo Antônio, no rio Madeira, em Porto Velho (RO).

DESVIO DO RIO

TÚNEIS

V.3- DESVIO DO RIO ATRAVÉS DE TÚNEIS

ROCHA,2006

UHE MAUÁ – ROCHA 2006

UHE BARRA GRANDE – ROCHA 2006

ROCHA 2006

UHE CAMPOS NOVOS – DESCIDA DA COMPORTA CORTA FLUXO POR MEIO DE GUINDASTE

UHE CAMPOS NOVOS – DESCIDA DA COMPORTA GAVETA POR MEIO DE GUINDASTE

INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS ÁREA DE EMPRÉSTIMO

“Nada substitui o trabalho de pegar o solo com a mão” “Victor F.B. de Mello”

“Téchne, 2004”

“O melhor material de empréstimo é o que esta mais perto” “Sherard,J.L.”

VI- INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS NA ÁREA DE EMPRÉSTIMO Para a construção do aterro, deve-se pesquisar uma ou mais jazidas de solo, o qual deve ter as seguintes características: 1- Possuir uma proporção entre areia e argila, que permita que o material tenha uma boa trabalhabilidade no processo de compactação. Materiais muito argilosos impossibilitam a compactação. Materiais muito arenosos, não têm estabilidade quando compactados, por falta de material ligante (argila). Os materiais argilosos têm como função ser o ligante dos grãos dos materiais arenosos e também diminuir a permeabilidade do maciço compactado; 2- Quando compactado, apresentar baixa permeabilidade, compatível com o projeto da barragem a ser executada; 3- Quando compactado, apresentar baixa deformabilidade; 4- Quando compactado, apresentar resistência ao cisalhamento compatível com o projeto da barragem a ser executada. Com o objetivo de reduzir custos, a área de empréstimo deve se localizar o mais próximo possível do local de construção da barragem e em lugar de fácil acesso a máquinas e caminhões. No local escolhido como área de empréstimo, após sua utilização, deve ser feito um projeto de paisagismo, para adequá-lo novamente à paisagem e também evitar deixar o solo exposto, o qual pode ser erodido pelas águas de chuva. A localização da área de empréstimo dentro da área a ser inundada, dispensa este procedimento, além de aumentar o volume de água a ser armazenada. As jazidas de materiais granulares (areia, pedras) para a construção de filtros e transições, também devem se situar o mais próximo possível do local da obra. Devem ter características tais que satisfaçam as condições de granulometria estabelecidas em projeto. Antes de decidir por uma jazida cujo solo vai ser utilizado como material de construção para o aterro de uma barragem, é preciso determinar certas características geotécnicas do solo e verificar se o mesmo atende as condições necessárias para a construção do aterro. É freqüente ter-se a possibilidade de escolha de uma jazida entre mais de uma disponível. Neste caso, a análise dos resultados dos ensaios geotécnicos de ambas jazidas permite definir qual a melhor jazida para a obra em questão.

Os primeiros ensaios a serem realizados nas jazidas, através dos quais, utilizando-se de Sistemas de Classificação de solos, já se podem prever seu comportamento geotécnico, são:

1- Ensaios granulométricos; 2- Ensaios de Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade.

Definindo-se por uma ou mais jazida, com possibilidade de utilização, procede-

se à realização de ensaios mais específicos, os quais permitem definir parâmetros a serem utilizados no projeto. Definem-se especificações para a construção do aterro, dimensões dos filtros e inclinação dos taludes. Os seguintes ensaios devem ser realizados:

1- Ensaio granulométrico; 2- Ensaios de Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade; 3- Ensaios para determinação dos Índices Físicos dos Solos; 4- Ensaio de compactação, tipo Proctor; 5- Ensaio de permeabilidade no solo compactado; 6- Ensaio de resistência ao cisalhamento no solo compactado; 7- Ensaio de deformabilidade no solo compactado.

Dependendo o tipo de ensaio, o mesmo deve ser realizado em amostras

deformadas ou indeformadas do solo, obtidas diretamente da área de empréstimo. Apresenta-se no item VI.1 deste capítulo especificações para a obtenção de

amostras deformadas e indeformadas da área de empréstimo. Apresenta-se nos itens VI.2 a VI.6 deste capítulo, informações sobre os ensaios

a serem realizados e as propriedades geotécnicas obtidas. Apresenta-se nas Figuras VI.1 a VI.3, fotos de áreas de empréstimo.

Figura VI.1- Exploração de Área de Empréstimo.


VI.1- OBTENÇÃO DE AMOSTRAS NA ÁREA DE EMPRÉSTIMO As amostras de solo colhidas na área de empréstimo, dependendo para qual tipo de ensaio se destinam, podem ser “amostras indeformadas” ou “amostras deformadas”. Amostras indeformadas são aquelas em que se mantém a estrutura e também a umidade do solo. Amostras deformadas são aquelas em que não se tem a preocupação de manter a estrutura e a umidade do solo. As amostras indeformadas podem ser obtidas através da cravação cuidadosa de um anel metálico ou outro material rígido no solo, ou através da retirada de blocos indeformados do solo. No processo da cravação do anel, após a retirada da amostra, a mesma deve ser cuidadosamente protegida contra a perda de umidade, até se chegar ao laboratório. Esta proteção pode ser feita, através de uma fina camada plástica. No processo de retirada de blocos indeformados, os mesmos devem ser cuidadosamente talhados, e após são protegidos contra perda de umidade e perda de sua estrutura, através de envolvimento com faixas de pano e “pintura” com parafina derretida, até que se forme uma camada de alguns milímetros em torno de todo o bloco. As amostras indeformadas podem ser obtidas na superfície do terreno e em profundidade. Quando em profundidade, o que pode interessar na investigação da área de empréstimo, pode se abrir um poço exploratório, o que, além da retirada de amostras deformadas e indeformadas , permitem a visualização e análise contínua das camadas de materiais atravessadas verticalmente. Também se pode fazer uso de trincheiras, que possibilitam uma exposição contínua do subsolo, vertical e longitudinalmente, ao longo da seção de uma área de empréstimo de interesse, permitindo a retirada de amostras deformadas e indeformadas. Para investigação da área de empréstimo em profundidade e obtenção de amostras deformadas é comum a utilização de trados. Este é um processo rápido e econômico para investigações preliminares, indicando mudanças nos tipos de materiais atravessados e determinação da posição do nível d’água.

São apresentadas nas Figuras VI.1.1 a V.I.7, fotos de retiradas de amostras indeformadas através da cravação de anel metálico. São apresentadas nas Figuras VI.1.8 a V.I.1.16, fotos de retiradas de amostras indeformadas e deformadas, na superfície e através de poços exploratórios.

São apresentadas nas Figuras VI.1.17 a VI.1.18, exemplos de trados utilizados em investigações geotécnicas.

Figura VI.1.1- Anel metálico para retirada de amostra indeformada.

Figura VI.1.2- Cravação de anel metálico para retirada de amostra.

Figura VI.1.3- Anel metálico cravado.

Figura VI.1.4- Retirada do anel metálico cravado.

Figura VI.1.5- Anel metálico retirado com amostra de solo, com as faces já

regularizadas.

Figura VI.1.6- Anel metálico com amostra de solo protegida da perda de

umidade.

Figura VI.1.7- Amostras indeformadas de solo retiradas, já em laboratório

Figura VI.1.8- Retirada de bloco indeformado.

Figura VI.1.9- Bloco indeformado protegido com faixas de tecido e cobertas por

parafina.

Figura VI.1.10- Retirada de amostra indeformada em profundidade (in

Marnagon, Juiz de Fora, MG).

Figura VI.1.11- Retirada de amostra indeformada em profundidade.

Figura VI.1.11- Retirada de amostra indeformada em profundidade.

Figura VI.1.12- Bloco indeformado retirado em molde metálico, já com face

regularizada. Início da impermeabilização com parafina.

Figura VI.1.13- Proteção do bloco indeformado com tecido e parafina.



Figura VI.1.16- Bloco indeformado protegido com tecido e parafina.

Figura VI.1.17- Retirada de amostra deformada de um poço exploratório.

Figura VI.1.18- Trado utilizado para retirada de amostras deformadas.

Figura VI.1.19- Trados normalmente utilizados

VI.2- ENSAIO DE GRANULOMETRIA DOS SOLOS De acordo com o tamanho das partículas, classifica-se o solo em areia, silte ou argila. Existem vários sistemas de classificação de acordo com a granulometria, não havendo grande variação entre eles. Apresenta-se na Figura VI.2.1 alguns desses sistemas.

Argila Silte Areia Fina Areia Média Areia Grossa Pedregulho

0,002 0,06 0,2 0,6 2,0 6,0

ABNT (mm)

MIT (mm)

Argila

0,002

0,006 0,02 2,00,06

PedregulhoSilte MédioSilte Fino Silte Grosso Areia Fina Areia Média Areia Grossa

0,2 0,6

Internacional (mm)

Argila Areia FinaSilte Areia Grossa Pedregulho

0,02 0,2 2,0

0,002

Areia

USBS (mm)

Argila Silte Pedregulho

0,005 0,05 1,00

Figura VI.2.1- Sistemas de Classificação Granulométrica. Para a determinação do diâmetro das partículas, em laboratório utilizam-se de dois procedimentos. Para as partículas mais grossas é utilizado o peneiramento. Para as partículas mais finas, um dos métodos que pode ser utilizado é do da sedimentação. O resultado da análise granulométrica de um solo pode ser apresentado em forma de gráfico, sendo a curva conhecida como a curva granulométrica do solo. Apresenta-se na Figura VI.2.2 a curva granulométrica de um solo.

Figura VI.2.2- Curva granulométrica de um solo (in Nogueira, 2001). Como, freqüentemente, os solos são uma mistura de partículas dos mais diversos tamanhos, costuma-se conduzir conjuntamente os ensaios de peneiramento e sedimentação, ou seja, faz-se uma análise granulométrica conjunta, para determinação dos diâmetros e das respectivas porcentagens de partículas que ocorrem em um solo.

No ensaio de peneiramento se faz passar por uma bateria de peneiras, de aberturas sucessivamente menores, certa quantidade de solo, determinando-se as porções retidas em cada peneira. Calcula-se então, em relação à massa total de solo utilizado no ensaio, as porcentagens de solo que passam e que são retidas em cada peneira. Apresenta-se nas Figuras IV.3 a IV.4, fotos de ensaios de peneiramento. Para as partículas finas do solo, o peneiramento se torna impraticável. Faz-se então o uso do ensaio de sedimentação, que consiste basicamente em medir indiretamente a velocidade de queda das partículas em água. No ensaio de sedimentação, a velocidade de queda da partícula é obtida indiretamente, determinando-se a densidade da suspensão, em intervalos de tempo espaçados. A densidade da suspensão é medida através de um densimetro. Apresenta-se nas

Figuras VI.5 e VI.6, fotos do ensaio de sedimentação. Aplica-se a Lei de Stokes,

que diz a velocidade de queda de uma partícula esférica, de peso específico γs, num fluido de viscosidade µ e peso específico γw proporcional ao diâmetro dessas partículas, ou seja:

V = (γs - γw) x D2 / 18 µ Realizados os cálculos obtém-se os valores de diâmetro D e N, porcentagem que passa (porcentagem de partículas com diâmetro menor que D) é possível traçar a curva correspondente à fração fina do solo e que complementa a curva obtida do peneiramento. O ensaio de granulometria conjunta é um ensaio rotineiro em laboratórios de solos e os resultados são apresentados numericamente em tabelas e em forma de gráfico (curva granulométrica).

Figura VI.2.3- Conjunto de peneiras utilizadas em um ensaio.

Figura VI.2.4- Resultado de um ensaio de peneiramento.

Figura VI.2.5- Tipo de densimetro utilizado em ensaios de sedimentação.

Figura VI.2.6- Ensaio de sedimentação – Proveta com termômetro – Pro veta com água para o densimetro – Proveta com o solo do ensaio.

VI.3- ENSAIOS DE LIMITE DE LIQUIDEZ E LIMITE DE PLASTICIDADE DOS SOLOS

Alguns solos, ao serem trabalhados, fazendo variar sua umidade, atingem um estado de consistência característico denominado estado de consistência plástica. A plasticidade, portanto, é um estado de consistência circunstancial, que depende da quantidade de água presente no solo. Também, em função do argilo-mineral presente, cada solo apresenta distintas características de plasticidade. Pode-se dizer que a plasticidade está associada aos solos finos, depende do argilo-mineral destes solos e da quantidade de água no solo. Assim, em função da quantidade de água presente no solo, podem-se ter vários estados de consistência, os quais, em ordem decrescente de teor de umidade, são: a- estado líquido: o solo apresenta as propriedades e a aparência de uma suspensão e, portanto, não apresenta nenhuma resistência ao cisalhamento; b- estado plástico: no qual ele apresenta a propriedade de plasticidade; c- estado semi-sólido: o solo tem a aparência de um sólido, entretanto, ainda passa por variações de volume, ao ser secado; d- estado sólido: não ocorrem mais variações de volume, pela secagem do solo. Apresentam-se nas Figuras VI.3.1 e VI.3.2, representações destes estados.

LÍQUIDO

PLÁSTICO

SEM I-SÓLIDO

SÓLIDO

LL

LP

LC

w (%)

Figura VI.3.1- Estados de consistência em função da umidade do solo.

LC LP LL

Vf

Vi

Vo

w (%)

volu

me

Sr<100% Sr<100%

estadosólido

estadosemi-sólido

estadoplástico

estadoliquido

Figura VI.3.2- Estados de consistência em função da umidade do solo.

VI.3.1- LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) A fronteira convencional entre o estado líquido e o estado plástico foi

chamado por Atterberg de Limite de Liquidez (LL ou wL) e a sua obtenção foi padronizada por Casagrande. Apresenta-se na Figura VI.3.3, o aparelho utilizado no ensaio, chamado de aparelho de Casagrande.

Figura VI.3.3 – Aparelho de Casagrande

A técnica do ensaio consiste em colocar na concha do aparelho uma pasta

de solo, que passou na peneira no 40 (abertura de malha 0,42mm). Faz-se com o cinzel uma ranhura e, em seguida, gira-se a manivela, à razão de duas revoluções por segundo, fazendo com que a concha caia em queda livre e bata contra a base do aparelho. Conta-se o número de golpes para que a ranhura se feche, numa extensão de 12mm, e em seguida, determina-se o teor de umidade do solo. O processo é repetido para diferentes teores de umidade. Os valores obtidos são lançados em um gráfico semilogarítimo em que nas ordenadas se têm os teores de umidade e nas abscissas o número de golpes. Traça-se a reta média, que passa por esses pontos, e determina-se o teor de umidade correspondente a 25 golpes, o qual será o limite de liquidez do solo. Apresenta-se na Figura VI.3.4, a forma de obtenção do Limite de Liquidez. Apresenta-se nas Figuras VI.3.5 e VI.3.6, detalhes do ensaio para determinação do Limite de Liquidez.

Figura VI.3.4- Gráfico para obtenção do Limite de Liquidez (in Nogueira, 2001)

Figura VI.3.5 – Aparelho de Casagrande com pasta de solo colocada.

Figura VI.3.6 – Ranhura aberta com o cinzel.

VI.3.1- LIMITE DE PLASTICIDADE (LP) O teor de umidade que determina a fronteira entre o estado plástico e o estado semi-sólido é chamado de Limite de Plasticidade (LL ou wp). Para sua determinação, faz-se uma pasta com o solo que passa na peneira no 40, e em seguida procura-se rolar esta pasta, com auxílio da palma da mão, sobre uma placa de vidro esmerilhado, a fim de formar pequenos cilindros.Quando o cilindro assim formado atingir um diâmetro de 3mm, e começar a apresentar fissuras, interrompe-se o ensaio e determina-se o teor de umidade do solo formador do cilindro. Repete-se a operação algumas vezes, para se obter um valor médio do teor de umidade, o qual será o Limite de Plasticidade do solo (Vilar&Bueno, 1999). Apresenta-se nas Figuras VI.3.7 a VI.3.9 detalhes da realização do ensaio de Limite de Plasticidade.

Figura VI.3.7 – Moldagem do cilindro no ensaio de LP.

Figura VI.3.8 – Gabarito em aço com diâmetro 3mm.

Figura VI.3.9 – Cilindro de solo com 3mm de diâmetro.

VI.4- ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS DO SOLO

Para que se possa começar a entender o solo em termos de comportamento físico, por exemplo, em termos de resistência, deformabilidade e permeabilidade, é importante que se conheça sua constituição em termos de massa e volume (% água, % sólidos, % de vazios) e os relacionamentos entre massas e volumes que ocorrem. Por exemplo, o solo da Feagri – Unicamp, até uma profundidade de cerca de 6 metros, apresenta uma porosidade (relação entre volume de vazios e volume total da amostra) de 70%. Ou seja, em 1 m3 de solo, 0,7m3 ou 70% são vazios. O que se pode esperar em termos de resistência, deformabilidade e permeabilidade, de um solo com 70% de vazios? Com certeza, apresentará baixa resistência e alta deformabilidade. Desta maneira, conhecendo-se melhor o solo em termos físicos, através de relações entre massas e volumes, pode-se começar a entender melhor como ele se comportará perante determinada solicitação. Uma massa de solo é composta por sólidos, por água e por ar, Figura IV.4.1.

ar

sólidoságua

ar sólidos

água

Vs

Vw

VaVv

V

Ms

Mw

Ma

M

Figura IV.4.1- Composição do solo.

Em termos de massa, considera-se o ar, para efeitos práticos, como tendo massa zero. Sendo assim, a massa total (M T) de um solo é igual à massa de

sólidos (M S) mais a massa de água (M W), sendo a relação expressa por MT= MS + MW.

Em termos de volume, considera-se o volume total (VT), como sendo o

volume de sólidos (VS), mais o volume de água (VW), mais o volume de ar (VAR), ou seja, VT = VS + VW + VAr. Define-se o volume de vazios (VV) como sendo a soma do volume de água, mais o volume de ar, ou seja, VV = VW + VAR.

Dada uma massa de solo, ela pode sofrer diversas modificações, devido à

variação da quantidade de água e também devido à variação do volume como um todo. Porém, é importante salientar que existem duas características de uma massa de solo que são sempre as mesmas e não variam, que são a massa de sólidos (M S) e o volume de sólidos (VS).

VI.4.1- ÍNDICES FÍSICOS DOS SOLOS Os índices físicos utilizados são obtidos de relações entre volumes do

solo, de relações entre massas do solo e de relações entre massas e volumes do solo.

As relações entre volumes mais utilizadas são a Porosidade(n), o Índice

de Vazios (e) e o Grau de Saturação (Sr):

(a) Porosidade (n): é definida pela relação entre o volume de vazios e o volume total da amostra.

n = VV / VT 0 < n < 100%

(b) Índices de vazios (e): é definido pela relação entre o volume de vazios e o volume de sólidos.

e = VV / VS 0 < e < 20

(c) Grau de Saturação (Sr): representa a relação entre o volume de água e o volume de vazios.

Sr = VW / VV 0 ≤ Sr ≤ 100%

A relação entre as massas mais utilizada é o Teor de Umidade (w), que é a relação entre a massa de água e a massa de sólidos presentes na amostra:

w = MW / MS 0 ≤ w < 1500%

Esses índices físicos são adimensionais e, com exceção do Índice de Vazios

(e), todos os demais são expressos em termos de porcentagem. As relações entre massas e volumes mais usuais são a Massa Específica

do Solo ou Massa Específica Natural (γ), a Massa Específica dos Sólidos (γS), a

Massa Específica Seca (γd) e a Massa Específica da Água(γW) :

(a) Massa Específica do Solo ou Massa Específica Natural (γ) é a relação entre a massa total (MT) de uma amostra e o volume total (VT) dessa amostra

γ = MT / VT 1,0 < γ < 2,5 g/cm3

(b) Massa Específica dos Sólidos (γS) é a relação entre a massa de sólidos de uma amostra (MS) e o volume total ocupado por esses sólidos:

γS = MS / VTsólidos 2,5 < γs < 3,0 g/cm3

(d) Massa Específica Seca (γd) é a relação entre a massa seca de uma amostra de solo, ou massa de sólidos (MS) e o volume total desta amostra

(VT) antes de estar seca, ou em seu estado natural: γd = MS / VT

(e) Massa Específica da Água (γw) é a relação entre a massa total de uma amostra de água (MW) e o seu volume total (VTágua).

γw= MW / VTágua

Para a maior parte dos cálculos, a massa específica da água é considerada constante e igual a 1,000 g/cm3.Quando houver necessidade de considerar a variação com a temperatura, como no caso do ensaio de determinação da massa

específica dos sólidos (γS), deve ser consultada uma tabela que forneça os valores correspondentes a cada temperatura.

VI.4.2- RELAÇÕES ENTRE ÍNDICES FÍSICOS DOS SOLOS Com o objetivo de tornar o cálculo dos índices físicos mais rápido e, também diminuir a quantidade e custos de ensaios laboratoriais, utilizam-se relações entre estes índices, de maneira que com a determinação de alguns índices, se consiga calcular os outros. Os índices utilizados, a partir dos quais se calculam os outros, são três:

1- Massa Específica do Solo (γ);

2- Teor de Umidade (w);

3- Massa Específica dos Sólidos (γS). Atribuindo-se ao volume de sólidos o valor unitário, VS = 1, obtém-se que

o Índice de Vazios (e = VV / VS) é igual a VV e que o volume de água VW é igual

a (Sr . e). A partir destes dados estabelecem-se relações entre os Índices Físicos, das quais, destacam-se:

(a) Massa Específica Seca: γd = γ / ( 1 + w )

(b) Índice de Vazios: e = ( γS / γd ) – 1

(c) Porosidade: n = e / ( 1 + e )

(d) Grau de Saturação: Sr = ( w . γS ) / ( e . γw )

Pelo exposto, pode-se observar que a partir da Massa Específica do solo,

do Teor de Umidade do solo e da Massa Especifica dos Sólidos, os índices γd ;

e; n e Sr, podem ser determinados. Ou seja, com apenas três ensaios de laboratório, se determinam os outros índices.

VI.4.3- DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DO SOLO.

Partindo-se de sua definição, γ = MT / VT = (Massa Total) /

(Volume Total), observa-se que no ensaio é preciso determinar a massa de um volume conhecido, ou determinar-se o volume de uma massa conhecida. São utilizados em laboratório dois métodos: 1- a partir de um corpo de prova com volume conhecido, determinar sua massa.

Este é o caso do método da retirada de amostras indeformadas através da cravação do anel, conforme visto no Capítulo VI.1. Sendo o anel de volume conhecido (VT), determina-se a massa do solo através de pesagem em balança (MT).

Também se pode utilizar corpos de prova cilíndricos, talhados de uma amostra indeformada. Neste caso suas dimensões dever ser medidas através de paquímetros e sua massa obtida através de pesagem. Apresenta-se na Figura VI.4.2, um corpo de prova utilizado para este fim.

Figura VI.4.2- Corpo de prova talhado de bloco indeformado.

2- a partir de um corpo de prova de solo com massa conhecida, determina-

se seu volume. Este é um procedimento comum em laboratório, e é conhecido como

Método da Parafina. De um bloco de solo indeformado, retira-se uma amostra de forma irregular, que após pesagem, é mergulhada em parafina derretida, de forma que esta, ao secar, impermeabilize a amostra. Obtém-se a massa do corpo de prova envolto em parafina e obtém-se também o registro da balança quando este corpo de prova estiver submerso em água. Desta forma tem-se:

- M1 = Massa do corpo de prova; - M2 = Massa do corpo de prova mais parafina; - M3 = Massa do corpo de prova mais parafina, submerso; A diferença entre M1 e M2 corresponde à massa de parafina, que dividida

pela massa específica da parafina, fornece o volume de parafina (Vp).

A diferença entre M2 e M3 a é massa de água deslocada. A partir da massa específica da água, determina-se o volume de água deslocado (Vw), que corresponde ao volume do corpo de prova mais parafina que foi introduzido na

água (Vw= Vcp + Vp). Desta maneira, determina-se o volume do corpo de prova

através de: Vcp = Vw – Vp. Apresentam-se nas Figuras VI.4.3 a VI.4.6, detalhes deste procedimento. Em campo, a Massa Especifica do Solo pode ser obtida através do Método do Frasco de Areia. Este procedimento será apresentado no Capítulo VII, na parte referente ao controle de compactação do aterro.

Figura VI.4.3- Pesagem do corpo de prova sem parafina.

Figura VI.4.4- Impermeabilização do c.p. com parafina.

Figura VI.4.5- Impermeabilização do c.p. com parafina.

Figura VI.4.6- Pesagem do c.p. com parafina.

VI.4.3- DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE DO SOLO.

Partindo-se de sua definição, w = MW / MS ( Massa de Água / Massa Seca ou Massa de Sólidos ), observa-se que é preciso obter a massa de água e a massa de sólidos da amostra. Tirando-se a massa total inicial (MT) de uma amostra, coloca-se a amostra em estufa, e após o tempo determinado, pesa-se novamente a amostra, obtendo-se a massa seca (MS). Como MT = MW + MS, obtém-se a massa de água, igual à MW = MT – MS. Em laboratório geralmente utiliza-se a estufa convencional para obtenção da umidade, na qual a amostra permanece por 24 horas. Para casos em que é preciso determinar-se o Teor de Umidade o mais rápido possível, como no caso de controle de compactação de aterros, pode-se utilizar a estufa de raios infravermelhos, desenvolvida pela CESP, sendo um modelo apresentado na Figura VI.4.7. Em campo pode-se utilizar o equipamento conhecido como “speed”, para a determinação rápida da umidade de solos arenosos. Este procedimento será apresentado no Capítulo VII na parte de controle de compactação do aterro.

Figura VI.4.7- Estufa de raios infravermelhos..

VI.4.3- DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS SÓLIDOS.

Partindo-se de sua definição, γS = MS / VTsólidos ( Massa de Sólidos / Volume Total do Sólidos ), verifica-se que a massa de sólidos é de fácil obtenção, bastando para isto, deixar a amostra secar em estufa. A determinação do volume total de sólidos é o que apresenta mais dificuldade, pois corresponde à somatória do volume de todas as partículas sólidas da amostra. Para a determinação deste volume, utiliza-se em laboratório o Método do Picnômetro (balão volumétrico). Primeiramente, coloca-se água no Picnômetro até a marca de referência, Figura VI.4.8. Pesa-se o Picnômetro mais água, medindo-se sua temperatura. Obtém-se M1 = Mw1 + Mp.

Mp (massa do picnômetro)

água (Mw)

Temperatura (ºC)

M1 = Mw + Mp

marca de referência

M1 = M'w + Mp + Ms

Temperatura (ºC)

água (M'w)

Mp (massa do picnômetro)

solo após vácuo (Ms)

Figura VI.4.8- Método do Picnômetro

Em seguida coloca-se solo e água no mesmo picnômetro, ficando o nível

d’água na marca de referência, mede-se a temperatura e pesa-se o Picnômetro, obtendo-se a M2 = Mw2 + Mp + MS.

A massa de água correspondente ao volume deslocado pelos sólidos será: M1 – M2 = Mw1 – Mw2 – MS, ou ∆Mw = Mw1 – Mw2 = M1 – M2 + MS

Portanto, o volume dos sólidos corresponde a: VS = ∆Mw / γw, conduzindo a:

γS = MS / VS = MS . γw / ∆Mw = MS . γw / (M1 – M2 + MS) Como procedimento do ensaio, o Picnômetro com água e solo, é

submetido a vácuo, objetivando-se retirar o ar presente na água. Também como procedimento, normalmente são feitas de três a quatro determinações, variando-se a temperatura da água e acertando o nível de água na marca de referência, com vistas à obtenção de um valor médio.

Quando se faz necessário estimar valores da Massa Específica dos Sólidos,

para solos arenosos pode-se utilizar γS= 2,67 g/cm3, correspondente ao quartzo,

e para solos argilosos pode-se utilizar γS = 2,75 a 2,90 g/cm3. Apresentam-se nas Figuras VI.4.9 a VI.4.11, detalhes deste ensaio.

Figura VI.4.9- Picnômetro + Solo + Água.

Figura VI.4.10- Pesagem de Picnômetro + Solo + Água.

Figura VI.4.11- Aplicação de vácuo ao Picnômetro + Solo + Água.

VI.5- ENSAIO DE COMPACTAÇÃO Parte fundamental para o bom desempenho de uma barragem, é a

adequada compactação do aterro, de acordo com as especificações determinadas a partir dos resultados de ensaios de compactação realizados em laboratório.

Com a compactação do solo, objetiva-se uma redução de seu volume,

devido à redução do volume de vazios, tornando-o mais denso, e resultando um solo com maior resistência ao cisalhamento, menor permeabilidade e menor compressibilidade.

Em outras palavras, pode-se dizer que com a compactação, se esta

procurando aumentar o volume de massa sólida por unidade de volume. Conseqüentemente, quanto mais sólidos houver por unidade de volume, mais denso vai ser o solo, e maior sua resistência e menor sua permeabilidade e deformabilidade.

Observa-se em laboratório, para uma dada energia de compactação, que a

quantidade de massa sólida que se consegue colocar por unidade de volume, é função da umidade do solo. Ou seja, para uma mesma energia de compactação, consegue-se fazer com que o solo fique mais, ou menos, compacto, dependendo da umidade em que o mesmo foi compactado.

Para quantificar a quantidade de sólidos que esta se colocando por unidade

de volume na compactação de um solo, utiliza-se a Massa Específica Seca γd = MS / VT, que é a relação entre a massa seca de uma amostra de solo, ou massa de sólidos (MS) e o volume total desta amostra (VT) antes de estar seca, ou em seu estado natural.

No laboratório o ensaio de compactação tem a finalidade de determinar a

função de variação da Massa Específica Seca (γd) com o teor de umidade, para uma dada energia de compactação e que é aplicada ao solo através de um processo dinâmico. Essa função define um ponto cujas coordenadas, Teor de Umidade Ótimo x Massa Específica Seca Máxima, são características reprodutíveis desse solo, para as mesmas condições de ensaio. No resultado do ensaio, mostrando a curva obtida, geralmente, são também apresentadas algumas curvas de igual Grau de Saturação, preferencialmente, aquelas que passam

próximo do ponto de máximo da curva de compactação. Apresenta-se na Figura IV.5.1, o resultado de um ensaio de compactação.

No Brasil o Ensaio de Compactação foi normatizado pela ABNT por meio da MB-33 e NBR 7182. É conhecido como ensaio Proctor. Pode-se usar três energias para compactação do solo, que são a energia normal, a energia intermediária e a energia modificada.

A energia mais utilizada é a energia normal, sendo o ensaio conhecido como Proctor Normal. Esta energia normal é representativa da energia que as máquinas comumente utilizadas em obras de pequeno e médio porte, aplicam ao solo.

Figura VI.5.1 – Curva de Ensaio de Compactação -

Resultados: γdmáximo = 1,726 g/cm3; Wótima = 16,5 % (in Nogueira, 2001)

IV.5.1- ENSAIO PROCTOR NORMAL.

O ensaio Proctor Normal consiste em compactar uma porção de solo em um cilindro com 1000cm3, com um soquete de 2,5 kg, caindo em queda livre de uma altura de 30 cm. Apresenta-se na Figura VI.5.2, um detalhe deste cilindro e do soquete utilizado.

Figura VI.5.2- Cilindro e soquete para o ensaio Proctor Normal.

Para a realização do ensaio, solo deve ser colocado dentro do cilindro, em três camadas.

Sobre cada camada se aplicam 26 golpes do soquete, distribuídos sobre a

superfície do solo. As espessuras das finais das três camadas devem ser aproximadamente iguais.

Após a compactação de cada uma delas, a superfície é escarificada com o

propósito de dar uma continuidade entre as camadas. O topo da terceira camada, após a compactação, deverá estar rasante com as bordas do cilindro.

Este procedimento deve ser repetido 5 vezes, cada uma delas com o solo

em um Teor de Umidade, para que se possa traçar uma curva do tipo apresentada na Figura VI.5.1. Procura-se que nos ensaios os dois primeiros Teores de Umidade estejam abaixo da Umidade Ótima esperada para o solo, que um Teor

de Umidade se aproxime da Umidade Ótima prevista, e os outros dois estejam acima dela.

Para o primeiro ponto a ser ensaiado, recomenda-se que o Teor de

Umidade do solo seja inferior ao Teor de Umidade Ótima prevista, em torno de 5%.

Após a compactação, deve-se obter a massa do corpo de prova e se retirar

três porções do solo, coloca-las em cápsulas e levá-las à estufa para determinação do Teor de Umidade. Desta maneira, obtém-se os dados para determinação da Massa Específica Seca, através de:

γd = γ / ( 1 + w )

Em seguida, adiciona-se uma quantidade de água ao solo, calculada de forma que, em relação ao ponto anterior, o seu Teor de Umidade se eleve em torno de 2%. Repete-se este procedimento, até a obtenção de 5 valores de Massa Específica Seca (γd), que com os 5 valores de Teores de Umidade utilizados, possibilita a construção da curva de compactação do solo.

A partir da curva de compactação, Figura VI.5.1, obtém-se o valor de

Massa Específica Seca Máxima (γdmáx.), a qual tem como correspondente o Teor de Umidade Ótimo ( wótim.).

O par de valores γdmáx. e wótim., é uma característica de cada solo, devendo sua determinação ser feita para cada solo a ser compactado. Apresenta-se na Figura VI.5.3, curvas de compactação de diversos solos brasileiros

Figura VI.5.3- Curvas de compactação de diversos solos brasileiros ( in

Pinto, 2000).

Em campo, o aterro deve ser construído com este Teor de Umidade Ótimo

(w ótim.), procurando-se atingir a Massa Específica Seca Máxima (γd máx.) obtida no ensaio Proctor Normal.

São traçadas também as curvas de saturação, que podem ser obtidas a

partir da equação:

γd = (γs . Sr . γw) / (Sr . γw + γs . w) O ensaio pode ser realizado com reuso do solo, ou seja, após

compactado em determinada umidade, o solo é destorroado e reutilizado na próxima umidade.

Nas Figuras VI.5.5 a VI.5.11, são apresentadas fotos da realização do Ensaio Proctor Normal.

VI.5.2- ENERGIA DE COMPACTAÇÃO

A energia aplicada pelo ensaio Proctor de Compactação é dada pela fórmula:

E = (p . L . n . N) / V , em que: E = energia aplicada ao solo por unidade de volume; P = peso do soquete; L = altura de queda do soquete; n = número de camadas; N = número de golpes aplicados a cada camada; V = volume do cilindro.

VI.5.2- ENERGIA DE COMPACTAÇÃO INTERMEDIÁRIA

E MODIFICADA Com a construção de grandes obras, houve a construção de grandes

máquinas de compactação, conhecidas como “fora de estrada”, as quais passaram a aplicar uma energia ao solo, maior do que as máquinas comuns aplicam. Para simular estas energias, desenvolveu-se o ensaio Proctor Intermediário e o Proctor Modificado. Apresenta-se na Figura VI.5.4, curvas de compactação de um mesmo solo, compactado com estas energias.

Apresenta-se na Tabela VI.5.1 a características dos equipamentos para

estes ensaios.

Tabela VI.5.1- Dimensões dos equipamentos. TIPO PROCTOR

NORMAL PROCTOR

INTERMEDIÁRIO PROCTOR

MODIFICADO Diâmetro (cm) 10,16 15,24 15,24 Altura (cm) 12,34 11,46 11,46 Volume (cm3) 1000 2090 2090 Peso do Soquete (kgf) 2,5 4,5 4,5

Altura de queda (cm) 30 45 45 Diâmetro da base (cm) 5 5 5 Número de camadas 3 5 5 No de golpes / camada 26 26 55

Figura VI.5.4- Curvas de compactação de um solo compactado com diferentes energias (in Pinto, 2000).

Figura VI.5.5- Equipamentos para compactação.

Figura VI.5.6- Umedecimento e homogeneização do solo.

Figura VI.5.7- Compactação do solo no cilindro.

Figura VI.5.8- Cilindro preenchido com solo compactado

Figura VI.5.9- Pesagem de cilindro + solo compactado.

Figura VI.5.10- Retirada de solo compactado do cilindro.

Figura VI.5.11- Retirada de amostras para determinação do teor de umidade.

ATERRO EXPERIMENTAL – PCH ZÉ FERNANDO

VERIFICAÇÃO DO MATERIAL DO ATERRO – PCH ZÉ FERNANDO

TERRAPLAN

TERRAPLAN

TERRAPLAN

TERRAPLAN

VI.6- ENSAIOS ESPECIAIS COM O SOLO DA JAZIDA Definindo-se, a partir da análise dos resultados de ensaios citados anteriormente, nos itens V!.1 a VI.5 deste capítulo VI, que o solo da jazida em estudo tem boa possibilidade de ser utilizado na construção do aterro, é necessário a realização de mais três tipos de ensaios, que são chamados de ensaios especiais. É necessário que se procure prever o comportamento em termos de permeabilidade, resistência e deformabilidade do aterro da barragem, a ser construído com a compactação do solo da área de empréstimo. Para isto, é necessário que sejam realizados ensaios em corpos de prova compactados em laboratório, nas condições em que o aterro será construído, ou seja, no Teor de

Umidade Ótimo (wótim) e Massa Específica Seca Máxima (γdmáx.), valores estes obtidos do ensaio de compactação Proctor Normal. Os ensaios especiais a serem realizados são: 1- Ensaio de Permeabilidade. Este ensaio será apresentado em detalhes no Capítulo XX referente a fluxo de água nos solos.; 2- Ensaios de Resistência ao Cisalhamento dos Solos. Estes ensaios se dividem em Ensaio Triaxial, Ensaio de Cisalhamento e Ensaio de Compressão Simples. Estes ensaios serão apresentados no Capítulo XX, referente à resistência ao cisalhamento dos solos; 3- Ensaio de Deformabilidade. Este ensaio será apresentado no Capítulo XX referente ao adensamento dos solos. Estes ensaios devem realizados em corpos de prova moldados em laboratório, antes da construção do aterro. Para a verificação de como estão as condições do solo compactado no aterro, também é comum a retirada de blocos indeformados do aterro durante a sua construção, para realização de ensaios de permeabilidade, resistência ao cisalhamento e deformabilidade. Apresenta-se na Figura VI.6.1 um corpo de prova moldado em laboratório, sendo submetido a um ensaio de resistência.

Apresenta-se na Figura VI.6.2, a retirada de um bloco indeformado durante a construção de um aterro, para a realização de ensaios de permeabilidade e resistência ao cisalhamento.

Figura VI.6.1- Ensaio de Compressão Simples – Corpo de Prova moldado em

laboratório.

Figura VI.6.2- Retirada de blocos indeformados durante a construção do aterro, no núcleo impermeável da barragem.

VII- ANÁLISE DA JAZIDA ATRAVÉS DE CLASSIFICAÇÕES DE SOLO

O objetivo das classificações dos solos, sob o ponto de vista da engenharia, é o de poderem, a partir de propriedades mais simples de um solo, estimarem propriedades mais complexas deste solo.

Por exemplo, quando se tem possibilidade de utilização de mais de uma

jazida de solo, para a construção do aterro de uma barragem, é importante concentrar o estudo, naquela, ou naquelas que se julgue que se comportariam melhor no aterro. Ou seja, é importante que o solo compactado apresente baixa permeabilidade, baixa deformabilidade e boa característica de resistência ao cisalhamento. É possível obter-se estas características do solo através de ensaios laboratoriais específicos, mas, em uma fase preliminar de estudos, em anteprojetos, estes ensaios demandariam tempo e custos, o que geralmente não cabe no orçamento desta.

Sendo assim, procura-se nas classificações, através de características mais

simples dos solos, como granulometria, limite de liquidez e limite de plasticidade, estimar o provável comportamento do solo ou, pelo menos, o de orientar o programa de investigação necessária para permitir a adequada análise de uma provável característica mais complexa do solo.

Dentre os vários sistemas de classificação existentes, citamos:

- Classificação por tipo de solos; - Classificação genética geral; - Classificação granulométrica; - Classificação unificada (U.S. Corps of Engineers).

VII.1- CLASSIFICAÇÃO POR TIPO DE SOLO Nesta classificação utiliza-se apenas a análise táctil-visual, sendo um

sistema descritivo. Sua utilização é bastante simples e pode trazer informações bastante úteis

na fase inicial de estudos, através da identificação de solos mais arenosos, solos mais argilosos, solos orgânicos, plasticidade dos solos argilosos, etc. Estas características já podem indicar o comportamento do solo da área de empréstimo em termos de trabalhabilidade na compactação, permeabilidade quando compactado e necessidade de remoção da obra (bota-fora) (solos orgânicos), etc.

Apresenta-se na Tabela VII.1, informações sobre procedimentos para identificação táctil-visual de solos.

VII.2- CLASSIFICAÇÃO GENÉTICA GERAL

É um sistema de classificação também de natureza descritiva, sendo necessário para a sua utilização um conhecimento da gênese dos solos, ou de uma forma que seja mais simples, fazer uma análise de sua macroestrutura, da cor e da posição da amostra no subsolo. Tabela VII.1- Identificação de solos – Procedimentos e características (Bueno&Vilar, 1999).

TIPOS DE SOLOS PROCEDIMENTOS E CARACTERÍSTICAS Areias e solos arenosos •Tacto → áspero

•Observação visual → incoerente Areias finas, siltes,

areias siltosas ou pouco argilosas.

•Tacto → pequena resistência do torrão seco (esfarela facilmente). •Torrão seco desagrega rapidamente, quando submerso. •Dispersão em água → sedimenta rápido e a água permanece turva, por pouco tempo.

Argilas e solos argilosos (com pouca areia ou

silte)

•Tacto → úmido: saponáceos •Tacto → secas: farinhosas •Torrão seco bastante resistente e não desagrega quando submerso. •Plasticidade •Mobilidade da água intersticial

Turfas e solos turfosos (solos orgânicos)

•Cor → geralmente cinza, castanho-escura; preta. •Partículas fibrosas •Cheiro característico de matéria orgânica em decomposição •Inflamáveis quando secos •Pouca a média plasticidade

Na classificação Genética Geral, o solo é dividido em três categorias (Bueno&Vilar, 1999):

a- Solo Superficial

Solo que constituí o horizonte superficial, normalmente contendo matéria orgânica. Nesse horizonte concentra-se o campo de estudo da pedologia. Possui estrutura, cor e constituição mineralógica diferente das camadas inferiores. A espessura varia de alguns centímetros a alguns metros.

b- Solo de Alteração Solo proveniente da decomposição das rochas graças aos processos de

intemperismo. Em condições normais, acha-se subjacente ao solo superficial. É um solo residual e pode, freqüentemente, no Brasil, atingir até dezenas de metros com a profundidade.

c- Solo Transportado

Solo originado do transporte e deposição de material, por meio dos processos geológicos de superfície. A granulometria é mais ou menos uniforme, de acordo com o agente transportador. Em condições normais, pode constituir as camadas aflorantes ou estar subjacente ao solo superficial. Atinge, por vezes, espessuras de centenas de metros. Utilizando-se esta classificação para o solo da área de empréstimo de uma barragem, pode-se dizer: - os solos orgânicos devem ser descartados na construção do aterro e também como base do aterro; - os solos transportados, por ter uma granulometria mais ou menos uniforme, possuem uma boa trabalhabilidade como material de compactação, isto dependendo da proporção entre areia e argila presentes; - os solos residuais, aqueles que permanecem no lugar onde foram formados, a partir da rocha matriz, geralmente não tem granulometria uniforme e sua composição granulométrica varia com o tipo de rocha e com o tempo de intemperismo sofrido. Em sua composição granulométrica podem ser encontrados materiais como pedras até argilas. Devido a esta variabilidade granulométrica, a decisão por sua utilização como solo do aterro da barragem, deve ser criteriosamente estudada.

VII.3- CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA A composição granulométrica do solo, como visto no Capítulo VI.2, fornece a porcentagem dos diâmetros que compõem o solo.

A sua composição granulométrica, no caso da construção de um aterro, dependendo da proporção entre argila, silte e presente, já pode indicar como será o comportamento do aterro, em termos de trabalhabilidade, permeabilidade, etc. É importante salientar que não é somente a proporção entre os materiais que dita o comportamento do material, sendo este diretamente relacionado ao tipo de argila presente.

VII.2- CLASSIFICAÇÃO GENÉTICA GERAL Esta classificação vem sendo utilizada desde 1942, quando foi proposta por Arthur Casagrande, fornecendo informações a respeito do comportamento de aterros, a partir dos resultados da curva granulométrica dos solos e dos limites de consistência e permeabilidade. Neste sistema, todos os solos são identificados pelo conjunto de duas letras: um prefixo e um sufixo. A primeira letra indica o tipo principal de solo e a segunda letra corresponde a dados complementares dos solos. As cinco letras que indicam o tipo principal de solo são: G → pedregulho S → areia M → silte C → argila O → orgânico As quatro letras que correspondem a dados complementares do solo são: W → bem graduado P → mal graduado H → alta compressibilidade L → baixa compressibilidade A letra Pt é utilizada para turfas. Sendo assim, por exemplo, um solo SW, corresponde a uma areia bem graduada, e um solo CH a uma argila de alta compressibilidade. Para a sua utilização, os solos foram subdividos em subgrupos, os quais são apresentados nas Figuras VII.1 eVII.2.

Figura VII.2 – Classificação Unificada (in Bueno&Vilar, 1999).

DIVISÕES PRINCIPAIS

SUBGRUPO SÍM

BOLO

TRABALHABILIDADE COMO

MATERIAL DE CONSTRUÇÃO

PERMEABILIDADE QUANDO

COMPACTADO

RESISTÊNCIA COMPACTADA E

SATURADA

COMPRESSIBILIDADE

COMPACTADA E SATURADA

γd,máx. para wot. (Proctor Normal)

g/cm3

VALOR COMO FUNDAÇÃO

CARACTE RÍSTICAS DE DRENAGEM

Pedregulhos: mistura areia pedregulho bem graduada; pouco ou nenhum fino

GW Excelente Permeável Excelente Desprezível De 2,00 a 2,20 Excelente

Pedregulhos: mistura areia pedregulho mal graduada; pouco ou nenhum fino

GP Boa Muito desprezível Boa Desprezível De 1,80 a 2,00 Excelente

Pedregulhos siltosos: mistura pedregulhos - areia - silte

GM Boa Semipermeável a

Impermeável Boa Desprezível De 1,92 a 2,20 Regular a má

PE

DR

EG

UL

HO

S E

S

OL

OS

P

ED

RE

GU

LH

OS

OS

Pedregulhosargilosos: mistura pedregulhos - areia - argila

GC Boa Impermeável Regular a Boa Muito pequena De 1,84 a 2,10 Má

Areias, ou areias pedregulhosas bem graduadas; pouco ou nenhum fino

SW Excelente Permeável Excelente Desprezível De 1,76 a 2,10

Boa a excelente

Excelente

Areias, ou areias pedregulhosas mal graduadas; pouco ou nenhum fino

SP Regular Permeável Boa Muito pequena De 1,60 a 1,92 Má a boa – depende do

peso específico Excelente

Areias siltosas; misturas areias - siltes

SM Regular Semipermeável a

impermeável Boa Pequena De 1,76 a 2,00 Regular a má

SO

LO

S G

RA

NU

LA

RE

S

AR

EIA

S E

SO

LOS

A

RE

NO

SO

S

Areias argilosas; misturas areias - argilas

SC Boa Impermeável Regular a Boa Pequena De 1,68 a 2,00 Má a boa Má

Siltes inorgânicos, pó de pedra, areias finas siltosas ou argilosas; siltes argilosos de baixa plasticidade

ML Regular Semipermeável a

impermeável Regular Média De 1,52 a 1,92

Muito má; susceptível de liquefação

Regular a má

Argilas inorgânicas baixa – média plasticidade; argilas arenosas; siltes argilosos; argilas magras

CL Regular a Boa Impermeável Regular Média De 1,52 a 1,92 Má a boa Má

SIL

TE

S E

AR

GIL

AS

C

OM

LL

< 5

0%

Siltes orgânicos: argilas siltosas de baixa plasticidade

OL Regular Semipermeável a

impermeável Baixa Média De 1,28 a 1,60 Má Má

Siltes inorgânicos, solos micáceos ou diatomáceos de alta compressibilidade

MH Má Semipermeável a

impermeável Baixa a regular Alta De 1,12 a 1,52 Má Regular a má

Argilas inorgânicas de alta plasticidade; argilas gordas

CH Má Impermeável Baixa Alta De 1,20 a 1,68 Regular a má Má

SO

LO

S F

INO

S

SIL

TE

S E

A

RG

ILA

S C

OM

L

L >

50

%

Argilas orgânicas de média a alta plasticidade; siltes orgânicos

OH Má Impermeável Baixa Alta De 1,10 a 1,60 Muito má Má

SOLOS ORGÂNICOS

Turfa e outros solos altamente orgânicos

Pt Compactação extremamente difícil; não utilizados como aterro; devem ser removidos das fundações; recalques excessivos; resistência baixa

Figura VII.2 – Classificação Unificada

VIII-– VOLUME DE ÁREA DE EMPRÉSTIMO NECESSÁRIA – NÚMERO DE VIAGENS DE CAMINHÃO – VOLUME DE ÁGUA A ACRESCENTAR Após a definição da geometria do aterro, torna-se possível calcular o seu volume, ou volume de solo compactado. Partindo-se do volume de solo a ser compacto, e também já se conhecendo as características da área de empréstimo, obtidas através de ensaios de laboratório, para efeito da execução da obra, torna-se necessário conhecer:

1- O volume de área de empréstimo necessária, para que o aterro seja

construído com a Massa Específica Seca Máxima (γdmax.), definida no ensaio de compactação;

2- O volume de água a acrescentar ou retirar, da área de empréstimo, para que o aterro seja construído no Teor de Umidade Ótima (wotim), definida no ensaio de compactação;

3- O número de viagens de caminhões basculantes transportando o solo, da área de empréstimo ao local da construção do aterro.

Para se conhecer o especificado nos itens acima, utiliza-se dos dados do

ensaio de compactação (Proctor Normal ou Modificado) e dos Índices Físicos do solo natural e do solo compactado. VIII.1- VOLUME DA ÁREA DE EMPRÉSTIMO NECESSÁRIA O solo do aterro deve atingir, depois de compactado, a Massa Específica

Seca Máxima (γdmax.), definida no ensaio de compactação Proctor. Isto significa que o aterro possui, por unidade de volume, uma determinada massa de sólidos:

γd = MS / VT → MS = γd / VT → Para VT = 1 m3 (por exemplo) →

→ MS = γd → Para unidade de γd em kg/m3 (por exemplo) →

→ MS = γd (kg/m3) → MSaterro = γdaterro (kg)

Sendo assim, é necessário levar uma quantidade de solo da área de empréstimo que forneça para o aterro a massa de sólidos necessária por unidade

de volume, ou seja, MSaterro = γdaterro (kg). Por analogia, a massa de sólidos, na área de empréstimo, para um volume unitário, será igual a Massa Específica Seca da área de empréstimo: MSempréstimo

= γdempréstimo (kg).

Sendo o γdempréstimo < γdaterro, obtém-se a relação conhecida como Fator de Homogeneização de volumes, utilizada para o cálculo do volume da área de empréstimo necessário para construir determinado volume de aterro compactado:

Fh = fp . (γdaterro / γdempréstimo), onde:

fp = fator de segurança para compensar perdas que possam ocorrer durante o transporte dos solos e possíveis excessos na compactação dos mesmos. Por exemplo, para 5% de perdas, fp = 1,05;

γdaterro = Massa Específica Seca Máxima, do aterro compactado;

γdempréstimo = Massa Específica Seca Máxima da área de empréstimo. Desta maneira, o volume de uma área de empréstimo deverá ter o seguinte volume para possibilitar a construção do aterro:

Vempréstimo = Fh . Vaterro

VIII.2- NÚMERO DE VIAGENS DE CAMINHÕES NECESSÁRIAS Partindo-se do volume do aterro (Vaterro) e conhecendo-se o volume que cada caminhão (Vcaminhão) consegue transportar, pode-se obter o número de viagens de caminhões necessárias à construção do aterro. No entanto, é preciso que também se considere no cálculo, um outro fator, devido ao “empolamento”. Empolamento é a característica do solo aumentar de volume, quando é escavado de uma jazida e lançado sobre a caçamba de um caminhão. O valor deste aumento de volume deve ser avaliado no início de cada obra, mas para

efeitos de anteprojetos, pode-se considerar um aumento de volume de cerca de 20 a 30%. Sendo assim, o número de viagens de caminhão é dado por:

n = E . (Vaterro / Vcaminhão), onde: E = Empolamento. Por exemplo, para aumento de volume de 20% este fator será: E = 1,20 Vaterro = Volume do aterro a ser construído; Vcaminhão = Volume que cada caminhão consegue transportar.

Construção da Barragem de Paranoá – 1957 – Brasília

LOCAL DE IMPLANTAÇÃO PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA

“You pay for a site investigation whether you have one or not”

“Você paga pela investigação geotécnica, quer você tenha uma, quer você não tenha uma”

“Foundation of Engineering Geology”

“Waltham, A.C.

IX - LOCAL DE IMPLANTAÇÃO A BARRAGEM Em um projeto de implantação de uma barragem, perante a finalidade da obra, define-se o volume de água que se espera do reservatório, e também, no caso da finalidade ser geração de energia elétrica, também se define a altura que se espera para a barragem. Sendo assim, os primeiros estudos a serem feitos são os topográficos. Procura-se encontrar a melhor solução técnico-econômica, de maneira que se implante a barragem em um lugar em que o vale seja mais estreito, minimizando assim o volume do aterro. As condições geotécnicas do local são importantes, pois dependendo destas condições, os recursos destinados as obras, podem não cobrir determinados gastos. Por exemplo, obras de maior porte, podem exigir tratamento da fundação por injeções, trincheira de vedação mais profunda, etc. A distância de transporte e a qualidade dos materiais de construção são fatores importantes a se considerar, pois os custos de transporte de material podem inviabilizar a obra. O desvio do rio durante o período de construção da barragem pode ser um fator condicionante para a escolha do local do eixo. Um local muito estreito requer a construção de túneis, enquanto que em um vale mais aberto é possível a escavação de um canal ou a construção de galerias de concreto. Após a consideração dos fatores citados, e definindo-se por um eixo, são necessários os estudos geotécnicos do eixo, os quais estão diretamente ligados a ensaios de campo e laboratório com o material do subsolo no eixo da barragem.

Os tipos de ensaios a serem realizados e a quantidade destes ensaios, vão depender do tamanho e importância da obra, além dos resultados das investigações preliminares. Por exemplo, podemos ter duas barragens idênticas de 10m de altura, sendo uma para armazenamento de água em uma propriedade rural e a outra para contenção de resíduos tóxicos de uma mineradora. Sem dúvida, apesar das obras serem idênticas, a barragem de rejeitos deve merecer uma atenção maior, antes e depois da construção.

Desta maneira, torna-se importante a realização de um cuidadoso

programa de prospecção geotécnica no eixo da barragem.

IX.1 – INFORMAÇÕES EXIGIDAS NUM PROGRAMA DE

PROSPECÇÃO As informações básicas que se busca em um programa de exploração do subsolo são (Bueno&Vilar, 1999): a) a área em planta, profundidade e espessura da camada de solo identificado; b) a compacidade dos solos granulares e a consistência dos solos coesivos; c) a profundidade do topo da rocha e as suas características, tais como: litologia, área em planta, profundidade e espessura de cada extrato rochoso; mergulho e direção das camadas, espaçamento de juntas, planos de acamamento, presença de falhas e ação do intemperismo ou estado de decomposição; d) a localização do nível d’água e a quantificação do artesianismo, se existir; e) a colheita de amostras indeformadas, que possibilitem quantificar as propriedades do solo com que trata a Engenharia: compressibilidade, permeabilidade e resistência ao cisalhamento.

IX.2 – PRINCIPAIS TIPOS DE PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA Os tipos de prospecção utilizados correntemente na Engenharia Civil são (Bueno&Vilar, 1999): IX.2.1 – PROCESSO INDIRETOS São processos de base geofísica. Não fornecem os tipos de solos prospectados, mas tão somente correlações entre estes e suas resistividades elétricas ou suas velocidades de propagação de ondas sonoras. Os ensaios mais utilizados são:

- Resistividade elétrica; - Sísmica de refração.

IX.2.1 – PROCESSO SEMIDIRETOS

Fornecem apenas características mecânicas dos solos prospectados (não retiram amostra de solo). Os valores obtidos, por meio de correlações indiretas, possibilitam informações sobre a natureza dos solos. Os ensaios mais utilizados são:

- Vane test; - Cone de penetração estática; - Ensaio pressiométrico.

IX.2.1 – PROCESSO DIRETOS São perfurações executadas no subsolo. Nestas, pode-se fazer uma observação direta nas camadas, em furos de grandes diâmetros, ou uma análise por meio de amostras colhidas de furos de pequenas dimensões. Os processos mais utilizados são:

- Poços; - Trincheiras; - Sondagens a trado; - Sondagens de simples reconhecimento (SPT); - Sondagens rotativas; - Sondagens mistas.

Para barragens de pequeno porte, geralmente só se utilizam os processos

diretos na prospecção geotécnica. Informações detalhadas dos processos diretos e semidiretos citados podem

ser encontradas em Schanaid (2000).

IX.3 – PROPRIEDADES DO SUBSOLO A SEREM INVESTIGADAS NO EIXO DA BARRAGEM

Primeiramente é importante que se conheça os tipos de solo presentes no subsolo, abaixo do eixo da barragem. Também é importante que se conheça a posição do lençol freático (N.A). Estas duas informações podem ser obtidas da Sondagem a Trado (até certa profundidade) e através da Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT). As propriedades do subsolo, de resistência, deformabilidade e permeabilidade, também precisam ser investigadas.

As características de resistência ao cisalhamento devem ser obtidas através da realização de ensaios específicos em laboratório, como será visto no Capítulo XI. Para tanto será necessário a retirada de amostras indeformadas do local. Uma noção desta resistência, muito útil no início das investigações, é a fornecida indiretamente, através de correlações, pela Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT). As características de deformabilidade devem ser obtidas em laboratório, através da realização de ensaios de adensamento, em amostras indeformadas (Capítulo XII). Para tanto, estas amostradas devem ser retiradas do subsolo do local. As características de permeabilidade geralmente são obtidas em laboratório e através de ensaios de campo. Estes procedimentos são apresentados no Capítulo X. IX.3 – OBTENÇÃO DE AMOSTRAS INDEFORMADAS NO EIXO

DA BARRAGEM Conforme apresentado no Capítulo VI referente à área de empréstimo, as amostradas indeformadas na região do eixo da barragem, também podem ser obtidas superficialmente e em profundidade, tomando-se os devidos cuidados para se conservar sua estrutura e umidade.

O procedimento é retirar-se blocos indeformados (por exemplo, 30x30cm), pois os ensaios a serem realizados necessitam de corpos de prova com certas dimensões pré-estabelecidas (por exemplo, cilindro com 5cm de diâmetro x 10cm de altura). Depois de retirados e protegidos, os blocos devem ser mantidos em câmera úmida, para evitar a perda de umidade.

Apresenta-se nas Figuras IX.1 e IX.2, detalhes da retirada de blocos indeformados em fundações de barragens.

Foto IX.1- Retirada de bloco indeformado em

fundação de barragem.

Foto IX.1- Retirada de bloco indeformado em

fundação de barragem. IX.3 – INVESTIGAÇÕES A TRADO NO EIXO DA BARRAGEM O trado é um equipamento bastante utilizado em investigações geotécnicas preliminares, principalmente em áreas de empréstimo e no eixo de pequenas barragens. A prospecção por trado é de simples execução, rápida e econômica. No entanto, as informações obtidas são apenas do tipo de solo, espessura de camada e posição do lençol freático, não fornecendo um índice de resistência do solo. As amostras obtidas são do tipo deformadas. Por ser um processo geralmente manual (existem equipamentos mecânicos) e certos solos serem de difícil perfuração, o equipamento tem suas limitações. O nível d’água também é um limitante. Geralmente se torna muito difícil a perfuração a partir de 6m de profundidade, podendo-se chegar a mais de 10m em certos solos. IX.3 – INVESTIGAÇÕES ATRAVÉS DE POÇOS

A abertura de poços exploratórios permite um exame visual das camadas do subsolo no eixo da barragem, por meio do perfil exposto em suas paredes. Permitem a coleta de amostras deformadas e indeformadas, em forma de blocos, conforme apresentado no Capítulo VI. Os poços geralmente são perfurados manualmente, com o auxilio de pás e picaretas. A profundidade atingida é limitada pela presença do N.A., ou desmoronamento, quando então se faz necessário revestir o poço. Apresenta-se na Figura IX.3 um poço aberto, para a coleta de amostras deformadas e indeformadas.

Figura IX.3- Poço para retirada de amostras

IX.3 – INVESTIGAÇÕES ATRAVÉS DE TRINCHEIRAS

As trincheiras são valas feitas ao longo de um comprimento, geralmente com o auxílio de uma escavadeira. Permitem um exame visual contínuo do subsolo, segundo uma direção, e tal como nos poços, permitem a obtenção de amostras deformadas e indeformadas. Apresenta-se na Figura IX.4 uma trincheira aberta para investigação do subsolo.

Figura IX.4- Verificação do subsolo através de trincheira

IX.3 – INVESTIGAÇÕES ATRAVÉS DA SONDAGEM DE SIMPLES

RECONHECIMENTO (SPT). A Sondagem de Simples Reconhecimento, ou Standart Penetration Test (SPT) é reconhecidamente a mais popular, rotineira e econômica ferramenta de investigação em praticamente todo o mundo, permitindo uma indicação da densidade dos solos granulares, também aplicado à identificação da consistência de solos coesivos e mesmo de rochas brandas.

O ensaio SPT constitui-se em uma medida de resistência dinâmica conjugada a uma sondagem de simples reconhecimento. A perfuração é realizada por tradagem até encontrar-se o N.A., sendo a partir daí, realizada por circulação de água utilizando-se um trépano de lavagem como ferramenta de escavação.

Amostras representativas do solo são coletadas a cada metro de profundidade por meio de amostrador padrão, de diâmetro externo de 50mm. O procedimento de ensaio consiste na cravação do amostrador no fundo da escavação, a cada metro de profundidade, usando um peso de 65,0 kg, caindo de uma altura de 750mm. Primeiramente, em cada metro, escava-se 550mm do solo e então se introduz o amostrador, que é cravado 450mm, até completar um metro. Na cravação dos 450mm do amostrador, conta-se o número de golpes necessários para a cravação de cada 150mm. Cravam-se primeiramente os 150mm iniciais, e ao número de golpes necessários para a cravação dos últimos 300mm do amostrador, dá-se o nome de Índice de Resistência à Penetração do ensaio SPT, o que é comumente chamado de NSPT. Desta maneira, através do ensaio SPT obtém-se: 1- Uma amostra representativa do solo a cada metro de profundidade; 2- A posição do lençol freático; 3- Um valor numérico, a cada metro de profundidade, que é o Índice de Resistência à Penetração do solo, ou NSPT, correspondente ao número de golpes necessários para a cravação dos últimos 300mm do amostrador. As vantagens do ensaio SPT com relação aos demais são: simplicidade do equipamento, baixo custo e obtenção de um valor numérico de ensaio que pode ser relacionado com regras empíricas de projeto. Tem também como vantagem a facilidade de encontrar empresas que o executam. Tem como principal desvantagem:

1- Fornece apenas um valor de resistência a cada metro;

2-Muitas vezes, certas empresas não possuem pessoas qualificadas para sua execução;

3- Muitas vezes, certas empresas não seguem os procedimentos

estabelecidos por Norma, para sua execução. São apresentadas nas Figuras IX.5 a IX.14 fotos da realização do ensaio SPT

Figura IX.5- Sondagem SPT sendo executada

Figura IX.6- Amostrador da sondagem SPT.

Figura IX.7- Marcação na haste dos três trechos de 15cm para controle de

cravação do amostrado com 45cm de comprimento.

Figura IX.8- Massa de 75 kg para cravação do amostrador.

Figura IX.9- Retirada do amostrador após cravação.

Figura IX.10- Solo extraído pelo amostrador.



Figura IX.13- Amostras extraídas pelo amostrador.

Figura IX.14- Colocação de revestimento para passar a utilizar sistema de

perfuração por lavagem (após encontrar o N.A.).

X- INTRODUÇÃO AO FLUXO DE ÁGUA NOS SOLOS Em um projeto de uma barragem, é importante a análise do fluxo de água pelas fundações e pelo maciço de terra compactado. Também é importante a avaliação da infiltração que vai ocorrer em toda a região inundada, pois esta perda de água pode ser significativa e inviabilizar o empreendimento.

O correto entendimento de como se processa este fluxo e sua quantificação, vão permitir que os sistemas de proteção da barragem, trincheira de vedação e sistema de filtros, sejam dimensionados de forma segura e econômica.

Os estudos devem se iniciar com a determinação da permeabilidade dos

materiais de fundação e do aterro compactado, isto tanto no sentido vertical, como no sentido horizontal.

De maneira geral, pode-se dizer que o estudo do fluxo de água nos solos é

importante, porque este fluxo influência um grande número de problemas práticos, que podem ser agrupados em três tipos:

a- No cálculo das vazões, como, por exemplo, na estimativa da quantidade

de água que chega aos filtros de uma barragem, na quantidade de água que se infiltra em uma escavação, etc.; b- Na análise de recalques (deslocamentos verticais) de obras, porque, freqüentemente, os recalques estão associados à diminuição de índice de vazios, que ocorre pela expulsão de água destes vazios; e c- Nos estudos de estabilidade, porque a tensão efetiva ( que comanda a resistência ao cisalhamento do solo) depende da pressão neutra (pressão na água), que por sua vez, depende das tensões provocadas pela percolação de água. X.1- A PERMEABILIDADE DOS SOLOS O solo é constituído de uma fase sólida e de uma fase fluida (água e/ou ar). A fase fluída ocupa os vazios deixados pelas partículas sólidas que compõem o esqueleto do solo.

A água pode estar presente no solo sob várias formas. Nos solos grossos, essa água se encontra livre entre as partículas sólidas, podendo estar sob equilíbrio hidrostático ou podendo fluir sob a ação da gravidade, desde que haja uma carga hidráulica. Para os solos finos, a situação se torna mais complexa, uma vez que passam a atuar forças de superfície de grande intensidade. Assim, nestes solos, existe uma camada de água adsorvida, a qual pode estar sujeita a pressões muito altas, por causa das forças de atração existentes entre as partículas. O restante de água existente nesses solos finos se encontra livre, podendo fluir por entre as partículas, desde que haja um potencial hidráulico para tal. A maior ou menor facilidade que as partículas de água encontram para fluir por entre os vazios do solo, constitui a propriedade chamada permeabilidade do solo. A permeabilidade dos solos depende principalmente de: a- Do tamanho e do arranjo dos grãos, pois tanto o diâmetro e a forma dos canalículos de fluxo dentro do solo, bem como sua tortuosidade dependem disto; b- Do índice de vazios, pois quanto mais compacto estiver o solo, menor sua permeabilidade, pois os tamanhos e formas dos canalículos serão menores; c- Da densidade e viscosidade da água, pois quanto mais pesada e viscosa for a água, maior será a dificuldade com que atravessará os poros do solo. Como a viscosidade é função direta da temperatura, a permeabilidade também o será. Ela cresce com o aumento da temperatura. Para o entendimento do que ocorre com a presença de água no solo, apresenta-se inicialmente a Figura X.1, onde não há movimento de água, pois na bureta que alimenta a parte inferior do permeâmetro, a água atinge a mesma cota da água no permeâmetro. Nesta situação, tem-se:

Figura X.1- Tensões no solo em um permeâmetro sem fluxo (in Pinto, 2000)

- a pressão total aplicada na base da peneira:

σT = (Z . γW + L . γn);

- a pressão neutra (pressão na água) aplicada na base da peneira:

µ = (Z + L) . γW ;

- a pressão efetiva na base da peneira corresponde à diferença entre σT e

µ, ou ao produto da altura da areia pelo seu peso específico submerso: σE = σT

- µ = L . γSubmerso . Esta é a pressão que a areia transmite à peneira sobre a qual se apoia. Como será visto no CapítuloXX, em uma massa de solo, a pressão

total será igual a pressão efetiva, mais a pressão neutra: σT = σE + µ. Em Mecânica dos Solos considera-se que o escoamento de água é laminar, no qual as partículas dos fluídos se movem em camadas, segundo trajetórias retas e paralelas. Utiliza-se a Lei de Darcy, válida para escoamento laminar. Experimentalmente, Darcy, em 1850, verificou que os diversos fatores geométricos, indicados na Figura X.2, influenciavam a vazão da água, expressando a equação que ficou conhecida como Lei de Darcy:

Q = k . (∆h / L) . A, onde: Q = vazão; A = área do permeâmetro;

k = uma constante para cada solo, que recebe o nome de coeficiente de permeabilidade.

Figura X.2- Água percolando em um permeâmetro (in Pinto,2000).

A relação ∆h / L = i é chamada de Gradiente Hidráulico, e representa a perda de carga (h), que decorreu da percolação da água numa distância L. Desta maneira, a equação geralmente é expressa da forma:

Q = k . I . A A vazão dividida pela área indica a velocidade com que a água sai do solo. Esta velocidade, v, é chamada de velocidade de percolação. Em função dela a Lei de Darcy fica sendo:

v = k . i

X.2- DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE EM LABORATÓRIO

Em laboratório utilizam-se os permeâmetros que são aparelhos destinados a medir a permeabilidade dos solos. Utiliza-se a Lei de Darcy, para o cálculo do Coeficiente de Permeabilidade (k). Utilizam-se dois tipos de ensaios de permeabilidade em laboratório: 1- Ensaio com carga constante, para solos arenosos e mais permeáveis;

2- Ensaio com carga variável, para solos mais argilosos e com baixa permeabilidade. No ensaio a carga constante, para solos mais permeáveis, o permeâmetro geralmente se apresenta com a configuração apresentada na Figura X.3. Depois do corpo de prova saturado (percola-se água de baixo para cima para a saturação), mantida a carga h durante um certo tempo, a água percolada é colhida e seu volume é medido. Conhecidas a vazão e as características geométricas, o coeficiente de permeabilidade é calculado diretamente pela Lei de Darcy:

K = Q / (i . A) Nas Figuras X.4 a X.5, são apresentadas fotos de ensaio a carga constante em laboratório.

Figura X.3- Esquema de permeâmetro de carga constante

(in Pinto, 2000)

Figura X.4- Ensaio de permeabilidade a carga constante.

Figura X.5- Medida da vazão em determinado tempo. O ensaio a carga variável, a determinação do coeficiente de permeabilidade (k) pelo permeâmetro de carga constante é pouco precisa. Realiza-se então o ensaio a carga variável, como esquematizado na Figura X.6. Verifica-se o tempo que a água na bureta superior leva para baixar da altura inicial hi à altura final hf. Em um instante t qualquer, a partir do início, a carga é h e o gradiente h/L. A vazão será:

Q = k . (∆h / L) . A

Figura X.6- Esquema de permeâmetro de carga variável

(in Pinto, 2000). A vazão da água passando pelo solo igual á vazão da água que passa pela bureta pode ser expressa como:

Q = (-a . dh) / dt, onde: a = área da bureta; -a . dh = volume que escoou no tempo dt. Igualando-se as duas expressões da vazão, obtém-se a expressão dh/h = -k . (A / a . L) dt, que integrada da condição inicial (h = hi , t = 0) à condição final (h = hf, t = tf), obtendo-se a expressão utilizada em laboratório:

K = 2,3 (a . L) / (A . t) . log (hi / hf) Nas Figuras X.7 a X. são apresentadas fotos do ensaio de permeabilidade a carga constante, e detalhes da montagem de corpos de prova para o ensaio.

Figura X.7- Ensaio de permeabilidade a carga variável.

Figura X.8- Areia no permeâmetro, a ser submetida ao ensaio de permeabilidade

à carga constante.

Figura X.9- Corpo de prova argiloso a ser submetido ao ensaio e permeabilidade a carga variável. Entre o corpo de prova (centro) e a parede do cilindro, é colocada argila bentonítica para vedar este espaço. X.3- DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE

EM CAMPO

Na implantação de uma barragem, torna-se importante se conhecer tanto o coeficiente de permeabilidade (k) do solo da fundação da barragem, antes da execução da obra, bem como do aterro compactado, durante sua execução, como forma de controle de qualidade. Através de retirada de amostras indeformadas da fundação da barragem, pode-se determinar o coeficiente de permeabilidade do solo. As amostras indeformadas para a execução dos ensaios, tanto podem ser retiradas superficialmente, como em profundidade, através da abertura de poços para este fim. Também para o aterro, para verificação se seu coeficiente de permeabilidade esta de acordo com o previsto, também se pode retirar blocos indeformados, para obtenção de amostras para realização de ensaios em laboratório. Porém, os ensaios de laboratório apesar de serem precisos, em relação à amostra ensaiada, muitas vezes as amostras não são bem representativas do solo em uma escala maior. Além disto, a obtenção de muitas amostras em campo e a realização de ensaios laboratoriais, pode-se tornar onerosa para a obra. Por outro lado, apesar dos ensaios de campo serem menos precisos que os de laboratório, eles se realizam no solo em sua situação real, podem ser realizados facilmente em profundidade, em diversas camadas do subsolo, ou aterro, e são menos onerosos para obra. Sendo assim, os ensaios para a determinação do coeficiente de permeabilidade (k) em campo, fazem parte da rotina das atividades relacionadas à construção de barragens. Os ensaios de permeabilidade em campo podem ser realizados de diversas maneiras, das quais destacam-se: - ensaios em sondagens;

- ensaios em poços; - ensaios em cava.

Apresenta-se nos itens X.2.1 a X.2.3, informações básicas destes ensaios, devendo-se buscar informações detalhadas em manuais especializados, como em ABGE, 1996 (Ensaios de permeabilidade em solos. Boletim 04). X.3.1- ENSAIOS DE PERMEABILIDADE EM SONDAGENS

Normalmente utiliza-se o equipamento da sondagem de simples reconhecimento (SPT), ou equipamento de sondagem rotativa, para abertura do furo e seu revestimento até a profundidade do ensaio. Apresenta-se nas Figuras X.10 a X.16, detalhes deste ensaio. Pode-se realizar os seguintes tipos de ensaio:

1- Ensaio de infiltração. Enche-se o furo de água até a boca, tomando-se este instante como tempo

zero. O nível de água no furo deve ser mantido constante, alimentado por uma fonte apropriada, medindo-se o volume de água introduzido durante um certo intervalo de tempo (vazão);

2- Ensaio pontual de bombeamento Começa-se a bombear a água do furo, tomando-se este instante como

tempo zero. Anota-se, na folha do ensaio, o tempo, a variação do N.A. e o volume d’água retirado do furo, até se estabelecer um rebaixamento constante (nível d’água no furo, praticamente constante);

3- Ensaio de rebaixamento Enche-se o furo até a boca, tomando-se este instante como tempo zero.

Interrompe-se o fornecimento d’água, tomando-se este instante como zero, e a intervalos curtos no início, e mais longos em seguida, acompanha-se o rebaixamento do nível d’água do furo;

4- Ensaio de recuperação Bombeia-se a água do furo até se obter um rebaixamento de pelo menos

1m abaixo do nível d’água do terreno, até se atingir condições de fluxo permanente, ou próximas (vazões constantes). X.3.2- ENSAIOS DE PERMEABILIDADE EM POÇOS

Os poços de inspeção geotécnica, quando não ultrapassam o nível d’água do subsolo, permitem apenas a execução de ensaios do tipo infiltração e rebaixamento. Abaixo do N.A. admitem também ensaios de bombeamento e recuperação. Apresenta-se na Figura X.17, detalhes deste ensaio.

X.3.3- ENSAIOS DE PERMEABILIDADE EM CAVAS

Matsuo (1953) desenvolveu este tipo de ensaio para cavas regulares, estabelecendo uma metodologia simples para sua realização. As cavas utilizadas

segundo este método são rasas, de forma regular e de seção trapezoidal. Dada a divulgação que este ensaio teve, passou a ser conhecido, no meio técnico, por ensaio Matsuo. Apresenta-se nas Figuras X.18 a X.19, detalhes deste ensaio.

Figura X.10- Ensaio de infiltração em sondagem (ABGE, 1996).

Figura X.11 – Ensaio de permeabilidade em sondagem.

Figura X.12– Ensaio de

permeabilidade em sondagem.

Figura X.13 – Ensaio de permeabilidade em furo a trado.

ENSAIO DE PERMEABILIDADE NO ATERRO – PCH ZÉ FERNANDO

Figura X.17 – Ensaio de permeabilidade em poço.

Figura X.18 – Ensaio de permeabilidade em cava.

Figura X.19 – Ensaio de permeabilidade em cava.

X.4- VALORES TÍPICOS DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE Dependendo de sua granulometria, e do seu estado de compactação ou compacidade, pode-se ter uma ordem de grandeza do que esperar do coeficiente de permeabilidade (k) do solo. Para as argilas sedimentares, como ordem de grandeza, os seguintes valores podem ser considerados (Pinto,2000):

SOLO k (m/s) Argilas <10-9

Siltes 10-6 a 10-9

Areias argilosas 10-7

Areias finas 10-5

Areias médias 10-4

Areias grossas 10-3

pedregulhos >10-3

O coeficiente de permeabilidade do solo mede a resistência “viscosa” ao fluxo de água e varia numa faixa muito ampla de valores, Figura X.20.

10

Valores de k (cm/s)

-11 -910

-710

-510

-310

-110 10

1

argilas siltes areias pedregulhos

Figura X.20 – Faixas de valores de coeficiente de permeabilidade (Massad, 2003).

Em casos, como por exemplo, em areias grossas com diâmetro maiores ou iguais a 2mm, o fluxo é turbulento. O fluxo só é laminar para solos na faixa granulométrica entre as areias grossas e as argilas, e com gradientes variando de 1 a 5.

X.5- VARIAÇÃO DO COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE DE CADA SOLO

a) Influência do estado do solo A equação de Taylor correlaciona o coeficiente de permeabilidade com o

índice de vazios do solo. Quanto mais fofo o solo é mais permeável é:

Ce

ek w

+=

1.

32

µγφ

onde: φ = diâmetro da esfera (grãos) γw = massa específica da água µ = viscosidade da água C = coeficiente de forma

( )

( )2

32

1

31

2

1

1

1

ee

ee

kk

+

+=

b) Influência do Grau de Saturação (Sr) A percolação de água não remove todo o ar existente num solo não

saturado. Desta forma, o coeficiente de permeabilidade de um solo não saturado é menor do que ele apresentaria se estivesse totalmente saturado.

c) Influência da Estrutura e Anisotropia A permeabilidade depende não só da quantidade de vazios do solo, mas

também da disposição dos grãos. Solos residuais apresentam permeabilidades maiores em virtude do macroporos de sua estrutura. Este é também marcante no caso de solos compactados. Os solos não são isotrópicos com relação à permeabilidade. Solos sedimentares costumam apresentar maiores coeficientes de permeabilidade na direção horizontal do que na vertical.

d) Peso específico e viscosidade São propriedades do fluido que exercem influência significativa. Estas

duas propriedades variam com a temperatura.

TT kk .20

20 µµ

=

onde: k20 = permeabilidade a 20ºC kT = coeficiente de permeabilidade a temperatura T µ = viscosidade da água

X.6- FORÇAS DE PERCOLAÇÃO

Havendo um movimento de água através do solo, ocorre uma transferência da energia da água para as partículas sólidas do solo, por causa do atrito viscoso que se desenvolve. A energia transferida é medida pela perda de carga e a força correspondente a essa energia é chamada de força de percolação. Tal força

transfere-se de grão a grão (é, portanto, uma força efetiva) e tem o mesmo sentido do fluxo d’água. O conhecimento do mecanismo, e a determinação do valor dessa força são de fundamental importância para a Engenharia, uma vez que ela é responsável, muitas vezes, por problemas de instabilidade em cortes, aterros e barragens. Deve-se ainda a essa força o aparecimento dos fenômenos de “piping” e de areia movediça, bem como a instabilidade do fundo de escavações em areia (“heave”). A Figura X.21 permite visualizar como a energia se transmite para as partículas de solo. A amostra de areia de comprimento (L) e de área (A) esta submetida à força (P1) graças à carga (h1) do reservatório da esquerda e à força (P2), em virtude de (h2). As forças P1 e P2 serão:

P1 = γw . h1 . A e P2 = γw . h2 . A A força resultante, que deve ser consumida por atrito, sera:

Fp = P1 – P2 = γw . A . (h1 – h2)

AREIA

NA

NA

∆h

L

AP1 P2FP

h1

h2

Figura X.21- Aparecimento de forças de percolação

Na Figura X.21, o gradiente hidráulico é:

i = (h1 – h2) / L = ∆h / L Portanto a força de percolação será:

Fp = γw . i. A . L = γw . i. V ; a qual é aplicada uniformemente num volume (V) igual a A x L. Dessa forma, a força por unidade de volume corresponderá a:

fp = i . γw Surge agora uma nova alternativa para o cálculo do equilíbrio estático de massa de solo sujeita à percolação de água. Assim, duas opções podem ser seguidas:

a) utilizar o peso total do elemento de solo combinado com a força neutra atuante na superfície deste elemento;

b) utilizar o peso efetivo combinado com a força efetiva, por causa da

percolação, aplicada ao elemento de solo, no sentido do fluxo.

DOCUMENTAÇÃO DAEE

No site do DAEE podem ser encontrados formulários para a solicitação de aprovação de um empreendimento, conforme apresentado no quadro a seguir. (site: http://www.daee.sp.gov.br/outorgaefiscalizacao/formularios.htm).

Em anexo apresentam-se:

- EVI - ESTUDO DE VIABILIDADE DE IMPLANTAÇÃO - DAEE– ANEXO I

- REQUERIMENTO DE OUTORGA DO BARRAMENTO - DAEE– ANEXO III

- REQUERIMENTO – DAEE – Implantação de empreendimentos com utilização de recursos hídricos - ANEXO III

QUADRO DO SITE O DAEE:

ANEXO I

Requerimento de Outorga de Autorização de Implantação de

Empreendimento, com Utilização de Recursos Hídricos

Requerimento de Outorga de Autorização de Implantação de

Empreendimento, com Utilização de Recursos Hídricos

Ao Departamento de Águas e Energia Elétrica - DAEE

1 - DADOS CADASTRAIS DO USUÁRIO/REQUERENTE ANEXO I

Nome/Razão Social

__________________________________________________________________________________

Nome de Fantasia

____________________________________________________________________________________

CGC:_______________________________ CPF:

_________________________________RG:_____________________

CGC (unidade local):__________________________ Atividade:

______________________________________________

Endereço p/ correspondência:

__________________________________________________________________________

Bairro: ______________________________ Município: ___________________________ CEP

___________________

Caixa Postal: ________________________ Fone: (_ _ _ _)_________________________ Fax

____________________

2- CARACTERÍSTICAS DO EMPREENDIMENTO

Empreend. Novo � Ampliação � Novo Uso �

2.1 - Localização do empreendimento

Endereço:

_____________________________________________________________________________

Bairro/Distrito_________________________________________

Município________________________

Nome da Propriedade

____________________________________________________________________

Bacia hidrográfica_____________________________________ UGRHI

__________________________

2.2 - Usos pretendidos dos recursos hídricos

Vazão

perí-

odo

Coordenadas

UTM

Coordenadas

UTM

Recurso Hídrico Uso Finalidade (m3/h)

(h/d)

KM N KM E M.C.

Recurso hídrico: nome do rio / nome do aqüífero, etc.

Uso: CA:Captação / LA:Lançamento / BA:Barramento / CN:Canalização / RE:Retificação / TR:Travessia,

etc.

Finalidade: SAN:Sanitário / IND:Industrial / SAN e IND / HID:Hidroagrícola / AGR:Agricultura / etc.

OBSERVAÇÕES:

___________________________________________________________________________

________

___________________________________________________________________________

_______

___________________________________________________________________________

_______

___________________________________________________________________________

_______

Responsabilizo-me, solidariamente ao requerente , pelas informações no Quadro 2 deste requerimento.

____________________________________________________

Assinatura do Responsável Técnico

Nome _______________________________________________

CREA Nº _______________________________

ART Nº ________________________________

Requeiro por este instrumento a outorga de autorização de implantação de empreendimento, com uso de recursos hídricos, conforme características descritas neste requerimento, de acordo com o que estabelece a Lei Estadual 7663, de 30/12/91 e seu regulamento

Termos em que ,

P. Deferimento

________________________________,_______ de ________________________ de ________

______________________________________________

Assinatura Proprietário/Requerente

Nome: ________________________________________

RG/CPF: ______________________________________

DOCUMENTOS ANEXOS A ESTE REQUERIMENTO:

OBS: Preenchimento exclusivo do DAEE

� Estudo de Viabilidade de Implantação (EVI): completo � simplificado �

� Cronograma de implantação

� Cópia da ART do Responsável Técnico

� Cópia do CPF e do RG (para pessoa Física) ou cartão do CGC (para pessoa Jurídica).

� Comprovante de pagamento da taxa de implantação do empreendimento.

Croqui do empreendimento

ATENÇÃO: Este documento deve ser impresso frente e verso.

ANEXO II

TERMOS DE REFERÊNCIA PARA ELABORAÇÃO DO

ESTUDO DE VIABILIDADE DE IMPLANTAÇÃO - EVI

DE EMPREENDIMENTOS QUE DEMANDAM RECURSOS HÍDRICOS

TERMOS DE REFERÊNCIA PARA ELABORAÇÃO DO

ESTUDO DE VIABILIDADE DE IMPLANTAÇÃO - EVI

DE EMPREENDIMENTOS QUE DEMANDAM RECURSOS HÍDRICOS

OBJETIVO

O Estudo de Viabilidade de Implantação - EVI de empreendimentos, públicos e privados, que demandem a utilização de recursos hídricos, superficiais ou subterrâneos, tem por objetivo servir de instrumento auxiliar ao DAEE, para análise de solicitações de manifestação prévia do órgão, conforme

estabelece o Artigo 9o da Lei Estadual 7.663, de 30 de dezembro de 1991.

CONTEÚDO GERAL

Os Estudos de Viabilidade de Implantação - EVIs deverão conter os estudos de alternativas de abastecimento de água e de descarte de efluentes líquidos para novos empreendimentos, ou ampliação dos já existentes, que necessitem de derivações de recursos hídricos próprias, superficiais e/ou subterrâneas.

Deverão ser caracterizadas todas as possibilidades de aproveitamento de recursos hídricos viáveis técnica e economicamente ao empreendimento em análise, destacando-se, principalmente, todas as alternativas estudadas e os motivos que levaram o empreendedor a optar por uma delas.

Também devem constar dos Estudos de Viabilidade de Implantação - EVIs as demandas a serem atendidas, principalmente aquelas que irão ocorrer dentro do prazo de validade de uma futura outorga de direito de uso de recursos hídricos.

Será de fundamental importância que o Estudo de Viabilidade de Implantação - EVI contemple as derivações de recursos hídricos do empreendimento num contexto regional, avaliando as interferências com outros usuários, as disponibilidades hídricas no local da derivação, a inserção do empreendimento em planos regionais e o enquadramento das condições previstas para as derivações de recursos hídricos nos objetivos, diretrizes e critérios fixados pelo órgão regulador e pelos respectivos Comitês de Bacias, em seus Planos de Bacias Hidrográficas.

Deverão ser esclarecidos que tipos de obras serão executadas, suas características físicas preliminares, as condições de operação das derivações de recursos hídricos e os usos que se darão às águas derivadas.

Para a elaboração dos Estudos de Viabilidade de Implantação - EVIs os empreendedores poderão utilizar-se, além de estudos e levantamentos próprios, de dados e informações constantes em todos os trabalhos desenvolvidos pelo DAEE, para a região de implantação do empreendimento. Além disto, poderá o empreendedor, consultar os bancos de dados cadastrais e de recursos hídricos (superficiais e subterrâneos) do DAEE, para a obtenção de informações a serem empregadas no EVI.

APRESENTAÇÃO DO EVI

Os Estudos de Viabilidade de Implantação - EVIS deverão ser apresentados ao DAEE em 1 (uma) via, facultando-se ao interessado a apresentação de uma segunda via para ser-lhe devolvida com o protocolo de recebimento. O protocolo do EVI se dará quando do protocolo do requerimento de autorização de implantação de empreendimento no DAEE.

Os EVIs deverão ser entregues no formato A4 (210 mm x 297 mm), sem encadernação, com suas folhas numeradas sequencialmente e rubricadas pelo seu Responsável Técnico e pelo requerente da autorização de implantação, do DAEE. Os desenhos deverão estar dobrados no formato A4 e, sempre que possível, apresentados em folhas de tamanho menor ou igual ao do formato A1 (840 mm x 594 mm).

Deverá acompanhar o EVI, cópia da ART-Anotação de Responsabilidade Técnica do CREA, do profissional que o elaborou.

COMPONENTES DO EVI

Os EVIS deverão constituir-se dos seguintes elementos:

CAPA - identificando o requerente, o empreendimento, o local do empreendimento (bacia hidrográfica, UGRHI, município, propriedade e cursos d’água onde haverá derivação), data da elaboração e o responsável técnico (nome e registro no CREA) - 1 página.

APRESENTAÇÃO - indicando os objetivos do empreendimento e das derivações de recursos hídricos, coordenadas UTM e distância da foz das derivações de recursos hídricos; a qualificação completa do requerente e outras informações de caráter geral - 1 página.

ÍNDICE - indicando cada um dos itens do relatório e o número da página para sua localização - 1 página.

ELEMENTOS DE AVALIAÇÃO - contendo os elementos necessários para análise da implantação do empreendimento com todas as derivações de recursos hídricos em estudo, de acordo com o disposto no item CONTEÚDO GERAL, destes Termos de Referência, podendo ser desdobrado em quantos sub-itens o requerente desejar - máximo de 15 páginas.

CONCLUSÃO - apresentando resumo com a alternativa de implantação adotada, com as derivações de recursos hídricos necessárias, com a identificação e assinaturas do requerente e do responsável técnico pela elaboração do EVI - 1 página.

ANEXOS - contendo a cópia da ART do responsável técnico pelo EVI, mapas, gráficos, tabelas e figuras complementares - máximo de 6 páginas.

Durante a análise do EVI , o requerente, a pedido do DAEE, poderá requerer a inclusão, a alteração e a exclusão de dados e informações constantes do EVI inicialmente apresentado, mesmo que com isto sejam ultrapassados os limites de número de páginas aqui fixados. Da mesma forma, o requerente, por sua iniciativa, poderá requerer modificações ao EVI, desde que sejam devido a:

- por falha na impressão do relatório, constatando-se ausência de partes de informações (números, unidades, fórmulas, tabelas, frases ou páginas);

- por constatação de erro técnico na elaboração do EVI.

INFORMAÇÕES BÁSICAS PARA COMPOSIÇÃO DO EVI

Deverão constar dos EVIs informações sobre:

- características típicas do empreendimento a ser implantado;

- apresentação das demandas de água e sua evolução no tempo;

- índices indicativos da demanda de água, tais como cotas de consumo de água (por habitante, por funcionário, por tonelada de produto, por hectare plantado, etc.);

- caracterização das alternativas de abastecimento de água e de descarte de efluentes estudadas;

- descrição e locação das obras necessárias, com base em estudos preliminares;

- levantamento de dados hidrológicos para os estudos de disponibilidade hídrica dos mananciais a serem explorados;

- estudos comparativos entre disponibilidade hídrica e demanda;

- levantamento de dados de usuários de recursos hídricos que poderão estar sob influência do novo empreendimento (ou ampliação);

- descrição da utilização da água (períodos de utilização, função da água, destino final da água, etc.) ;

- descrição de possíveis interferências com outros usuários devido às derivações de recursos hídricos a serem implantadas;

- possibilidades de sistemas alternativos de utilização da água, com seus reflexos na captação, para situações de emergências, ou para períodos de estiagem;

- cronogramas físicos de implantação do empreendimento e das derivações de recursos hídricos necessárias;

As informações relacionadas acima deverão ser adaptadas, para inclusão no EVI, de acordo com o tipo de empreendimento usuário das águas, bem como, poderá, o empreendedor, acrescentar outras, julgadas importantes, para ilustrar a viabilidade de implantação de seu empreendimento, quanto ao aspecto relacionado com recursos hídricos.

CONSIDERAÇÕES FINAIS SOBRE O EVI

Os EVIs foram instituídos para auxiliar, o DAEE, no conhecimento e na avaliação do grau de interferência, nos recursos hídricos de uma determinada bacia hidrográfica, que se dará com a implantação de novos, ou ampliação, empreendimentos que demandem a utilização de águas de domínio do Estado de São Paulo, sendo, portanto, de fundamental importância para a futura obtenção, pelo empreendedor, da outorga de direito de uso dos recursos hídricos que necessitar. Deste modo, é de fundamental importância que as informações nele contidas sejam sucintas e bastante claras quanto à sua compreensão, visando permitir sua análise de modo rápido e preciso.

ANEXO III

Requerimento de Outorga de Direito de Uso de Recursos Hídricos


Tipo: Barramento

Requerimento de Outorga de Direito de Uso de Recursos Hídricos


Tipo: Barramento

1 - DADOS CADASTRAIS DO USUÁRIO/REQUERENTE ANEXO XI

Nome/Razão Social

__________________________________________________________________________________

Nome de Fantasia

___________________________________________________________________________________

CGC:_______________________________ CPF:

_________________________________RG:_____________________

CGC (unidade local):_____________________________ Atividade:

__________________________________________

Endereço p/ correspondência:

_________________________________________________________________________

Bairro: ______________________________ Município:____________________________ CEP

___________________

Caixa Postal: _________________________ Fone: (_ _ _ _) ________________________ Fax

____________________

2 - CARACTERÍSTICAS DA OBRA

? Novo ? Regularização ? Desativação

2.1 - Localização do empreendimento:

Endereço:

___________________________________________________________________________

___

Bairro/Distrito: __________________________________ Município:

______________________________

Nome da Propriedade:

____________________________________________________________________

2.2 - Dados do barramento:

Curso d`água

_______________________________________________________

_____________________

Bacia: _____________________________________ UGRHI

_____________________________________

Coordenadas UTM do ponto de cruzamento do eixo da barragem com o eixo do talvegue:

______________ Km N ; _______________ Km E ; MC:_______________

Área de drenagem da Bacia Hidrográfica: ________________ Km2

2.3 - Características da obra:

Vertedouro: Tipo:

_______________________________________________________________________

Largura útil ______________ m ; Cota da Crista (arbitrária): ______________________m

Período de Retorno: T= _____ anos ? Chuva ? Cheia

Maciço: Tipo:

___________________________________________________________________________

Altura Máxima ______________________m; Largura da Crista

________________________m

Inclinação talude de jusante. 1(V) : ______(H); Inclinação talude de montante. 1(V) :

______(H);

Comprimento da Crista _______________m ; Cota do Coroamento(arbitrário)

___________ m

Filtro: � vertical + horizontal � horizontal � de pé de talude de jusante � não

tem

2.4 - Caractarísticas da utilização:

Finalidade:

___________________________________________________________________________

________

Reservatório: Volume Total _____________ m3; Volume Útil __________________ m3

Cota NAnormal (arbitrária) ___________ m; Cota Namáx (arbitrária) _______________ m

Área Inundada no NAnormal ____________ m2 ; Vazão Regularizável _____________ m3/h

Período de Retorno da Regularização: T= _________ anos

Vazão mínima para jusante: ____________________ m3/h

Vazão média plurianual ________________________m3/h.

2.5 - Tipo de Estrutura para descarga para jusante:

� Não possui dispositivo hidráulico para descarga a jusante

� Tubulação/galeria de descarga de fundo com controle (válvula/comporta) a montante

� Tubulação/galeria de descarga de fundo com monge a montante

� Sifão com válvula de controle

� Sifão sem válvula de controle

� Outro: especificar:

___________________________________________________________________________

Responsabilizo-me, solidariamente ao requerente , pelas informações no Quadro 2 deste requerimento.

____________________________________________

Assinatura do Responsável Técnico

Nome: ______________________________________

CREA Nº ____________________________________

ART Nº _____________________________________

Requeiro por este instrumento, a outorga de direito de uso de recursos hídricos, conforme descrito neste requerimento, de acordo com o que estabelece a Lei Estadual 7663, de 30/12/91, e seu regulamento

Termos em que,

P. Deferimento

___________________________,__________ de _________________________ de ___________

__________________________________________________

Assinatura Proprietário/Requerente

Nome: ____________________________________________

R.G./CPF: _________________________________________

DOCUMENTOS ANEXOS A ESTE REQUERIMENTO:

OBS: Preenchimento exclusivo do DAEE

� Cópia do Protocolo de Entrada de Pedido ou do ARF do DEPRN

� Cópia da ART do Responsável Técnico

� Documento de Posse ou de cessão de uso da área da barragem e do reservatório

� Fotos da barragem, estruturas hidráulicas e reservatório, no cado de obra já existente

� Cópia do CPF e do RG (para pessoa Física), ou do cartão do CGC (para pessoa Jurídica).

� Planta da barragem e do reservatório p/ indicação dos proprietários ribeirinhos (duas vias)

� Comprovante de pagamento da taxa de Barramento.

� Planta da barragem mostrando os principais dispositivos (descarrega de fundo, vertedouro, etc.)

(duas vias)

ATENÇÃO: Este documento deve ser impresso frente e verso.

Presidência da República Casa Civil

Subchefia para Assuntos Jurídicos

LEI Nº 12.334, DE 20 DE SETEMBRO DE 2010.

Estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens destinadas à acumulação de água para quaisquer usos, à disposição final ou temporária de rejeitos e à acumulação de resíduos industriais, cria o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens e altera a redação do art. 35 da Lei no 9.433, de 8 de janeiro de 1997, e do art. 4o da Lei no 9.984, de 17 de julho de 2000.

O PRESIDENTE DA REPÚBLICA Faço saber que o Congresso Nacional decreta e eu sanciono a seguinte Lei:

CAPÍTULO I

DISPOSIÇÕES GERAIS

Art. 1o Esta Lei estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) e cria o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB).

Parágrafo único. 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.

Art. 2o Para os efeitos desta Lei, são estabelecidas as seguintes definições:

I - barragem: qualquer estrutura em um curso permanente ou temporário de água para fins de contenção ou acumulação de substâncias líquidas ou de misturas de líquidos e sólidos, compreendendo o barramento e as estruturas associadas;

II - reservatório: acumulação não natural de água, de substâncias líquidas ou de mistura de líquidos e sólidos;

III - segurança de barragem: condição que vise a manter a sua integridade estrutural e operacional e a preservação da vida, da saúde, da propriedade e do meio ambiente;

IV - empreendedor: agente privado ou governamental com direito real sobre as terras onde se localizam a barragem e o reservatório ou que explore a barragem para benefício próprio ou da coletividade;

V - órgão fiscalizador: autoridade do poder público responsável pelas ações de fiscalização da segurança da barragem de sua competência;

VI - gestão de risco: ações de caráter normativo, bem como aplicação de medidas para prevenção, controle e mitigação de riscos;

VII - dano potencial associado à barragem: dano que pode ocorrer devido a rompimento, vazamento, infiltração no solo ou mau funcionamento de uma barragem.

CAPÍTULO II

DOS OBJETIVOS

Art. 3o São objetivos da Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB):

I - garantir a observância de padrões de segurança de barragens de maneira a reduzir a possibilidade de acidente e suas consequências;

II - regulamentar as ações de segurança a serem adotadas nas fases de planejamento, projeto, construção, primeiro enchimento e primeiro vertimento, operação, desativação e de usos futuros de barragens em todo o território nacional;

III - promover o monitoramento e o acompanhamento das ações de segurança empregadas pelos responsáveis por barragens;

IV - criar condições para que se amplie o universo de controle de barragens pelo poder público, com base na fiscalização, orientação e correção das ações de segurança;

V - coligir informações que subsidiem o gerenciamento da segurança de barragens pelos governos;

VI - estabelecer conformidades de natureza técnica que permitam a avaliação da adequação aos parâmetros estabelecidos pelo poder público;

VII - fomentar a cultura de segurança de barragens e gestão de riscos.

CAPÍTULO III

DOS FUNDAMENTOS E DA FISCALIZAÇÃO

Art. 4o São fundamentos da Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB):

I - 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;

II - a população deve ser informada e estimulada a participar, direta ou indiretamente, das ações preventivas e emergenciais;

III - o empreendedor é o responsável legal pela segurança da barragem, cabendo-lhe o desenvolvimento de ações para garanti-la;

IV - a promoção de mecanismos de participação e controle social;

V - a segurança de uma barragem influi diretamente na sua sustentabilidade e no alcance de seus potenciais efeitos sociais e ambientais.

Art. 5o A fiscalização da segurança de barragens caberá, sem prejuízo das ações fiscalizatórias dos órgãos ambientais integrantes do Sistema Nacional do Meio Ambiente (Sisnama):

I - à entidade que outorgou o direito de uso dos recursos hídricos, observado o domínio do corpo hídrico, quando o objeto for de acumulação de água, exceto para fins de aproveitamento hidrelétrico;

II - à entidade que concedeu ou autorizou o uso do potencial hidráulico, quando se tratar de uso preponderante para fins de geração hidrelétrica;

III - à entidade outorgante de direitos minerários para fins de disposição final ou temporária de rejeitos;

IV - à entidade que forneceu a licença ambiental de instalação e operação para fins de disposição de resíduos industriais.

CAPÍTULO IV

DOS INSTRUMENTOS

Art. 6o São instrumentos da Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB):

I - o sistema de classificação de barragens por categoria de risco e por dano potencial associado;

II - o Plano de Segurança de Barragem;

III - o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB);

IV - o Sistema Nacional de Informações sobre o Meio Ambiente (Sinima);

V - o Cadastro Técnico Federal de Atividades e Instrumentos de Defesa Ambiental;

VI - o Cadastro Técnico Federal de Atividades Potencialmente Poluidoras ou Utilizadoras de Recursos Ambientais;

VII - o Relatório de Segurança de Barragens.

Seção I

Da Classificação

Art. 7o As barragens serão classificadas pelos agentes fiscalizadores, por categoria de risco, por dano potencial associado e pelo seu volume, com base em critérios gerais estabelecidos pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH).

§ 1o A classificação por categoria de risco em alto, médio ou baixo será feita em função das características técnicas, do estado de conservação do empreendimento e do atendimento ao Plano de Segurança da Barragem.

§ 2o A classificação por categoria de dano potencial associado à barragem em alto, médio ou baixo será feita em função do potencial de perdas de vidas humanas e dos impactos econômicos, sociais e ambientais decorrentes da ruptura da barragem.

Seção II

Do Plano de Segurança da Barragem

Art. 8o O Plano de Segurança da Barragem deve compreender, no mínimo, as seguintes informações:

I - identificação do empreendedor;

II - dados técnicos referentes à implantação do empreendimento, inclusive, no caso de empreendimentos construídos após a promulgação desta Lei, do projeto como construído, bem como aqueles necessários para a operação e manutenção da barragem;

III - estrutura organizacional e qualificação técnica dos profissionais da equipe de segurança da barragem;

IV - manuais de procedimentos dos roteiros de inspeções de segurança e de monitoramento e relatórios de segurança da barragem;

V - regra operacional dos dispositivos de descarga da barragem;

VI - indicação da área do entorno das instalações e seus respectivos acessos, a serem resguardados de quaisquer usos ou ocupações permanentes, exceto aqueles indispensáveis à manutenção e à operação da barragem;

VII - Plano de Ação de Emergência (PAE), quando exigido;

VIII - relatórios das inspeções de segurança;

IX - revisões periódicas de segurança.

§ 1o A periodicidade de atualização, a qualificação do responsável técnico, o conteúdo mínimo e o nível de detalhamento dos planos de segurança deverão ser estabelecidos pelo órgão fiscalizador.

§ 2o As exigências indicadas nas inspeções periódicas de segurança da barragem deverão ser contempladas nas atualizações do Plano de Segurança.

Art. 9o As inspeções de segurança regular e especial terão a sua periodicidade, a qualificação da equipe responsável, o conteúdo mínimo e o nível de detalhamento definidos pelo órgão fiscalizador em função da categoria de risco e do dano potencial associado à barragem.

§ 1o A inspeção de segurança regular será efetuada pela própria equipe de segurança da barragem, devendo o relatório resultante estar disponível ao órgão fiscalizador e à sociedade civil.

§ 2o A inspeção de segurança especial será elaborada, conforme orientação do órgão fiscalizador, por equipe multidisciplinar de especialistas, em função da categoria de risco e do dano potencial associado à barragem, nas fases de construção, operação e desativação, devendo considerar as alterações das condições a montante e a jusante da barragem.

§ 3o Os relatórios resultantes das inspeções de segurança devem indicar as ações a serem adotadas pelo empreendedor para a manutenção da segurança da barragem.

Art. 10. Deverá ser realizada Revisão Periódica de Segurança de Barragem com o objetivo de verificar o estado geral de segurança da barragem, considerando o atual estado da arte para os critérios de projeto, a atualização dos dados hidrológicos e as alterações das condições a montante e a jusante da barragem.

§ 1o A periodicidade, a qualificação técnica da equipe responsável, o conteúdo mínimo e o nível de detalhamento da revisão periódica de segurança serão estabelecidos pelo órgão fiscalizador em função da categoria de risco e do dano potencial associado à barragem.

§ 2o A Revisão Periódica de Segurança de Barragem deve indicar as ações a serem adotadas pelo empreendedor para a manutenção da segurança da barragem, compreendendo, para tanto:

I - o exame de toda a documentação da barragem, em particular dos relatórios de inspeção;

II - o exame dos procedimentos de manutenção e operação adotados pelo empreendedor;

III - a análise comparativa do desempenho da barragem em relação às revisões efetuadas anteriormente.

Art. 11. O órgão fiscalizador poderá determinar a elaboração de PAE em função da categoria de risco e do dano potencial associado à barragem, devendo exigi-lo sempre para a barragem classificada como de dano potencial associado alto.

Art. 12. O PAE estabelecerá as ações a serem executadas pelo empreendedor da barragem em caso de situação de emergência, bem como identificará os agentes a serem notificados dessa ocorrência, devendo contemplar, pelo menos:

I - identificação e análise das possíveis situações de emergência;

II - procedimentos para identificação e notificação de mau funcionamento ou de condições potenciais de ruptura da barragem;

III - procedimentos preventivos e corretivos a serem adotados em situações de emergência, com indicação do responsável pela ação;

IV - estratégia e meio de divulgação e alerta para as comunidades potencialmente afetadas em situação de emergência.

Parágrafo único. O PAE deve estar disponível no empreendimento e nas prefeituras envolvidas, bem como ser encaminhado às autoridades competentes e aos organismos de defesa civil.

Seção III

Do Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB)

Art. 13. É instituído o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB), para registro informatizado das condições de segurança de barragens em todo o território nacional.

Parágrafo único. O SNISB compreenderá um sistema de coleta, tratamento, armazenamento e recuperação de suas informações, devendo contemplar barragens em construção, em operação e desativadas.

Art. 14. São princípios básicos para o funcionamento do SNISB:

I - descentralização da obtenção e produção de dados e informações;

II - coordenação unificada do sistema;

III - acesso a dados e informações garantido a toda a sociedade.

Seção IV

Da Educação e da Comunicação

Art. 15. A PNSB deverá estabelecer programa de educação e de comunicação sobre segurança de barragem, com o objetivo de conscientizar a sociedade da importância da segurança de barragens, o qual contemplará as seguintes medidas:

I - apoio e promoção de ações descentralizadas para conscientização e desenvolvimento de conhecimento sobre segurança de barragens;

II - elaboração de material didático;

III - manutenção de sistema de divulgação sobre a segurança das barragens sob sua jurisdição;

IV - promoção de parcerias com instituições de ensino, pesquisa e associações técnicas relacionadas à engenharia de barragens e áreas afins;

V - disponibilização anual do Relatório de Segurança de Barragens.

CAPÍTULO V

DAS COMPETÊNCIAS

Art. 16. O órgão fiscalizador, no âmbito de suas atribuições legais, é obrigado a:

I - manter cadastro das barragens sob sua jurisdição, com identificação dos empreendedores, para fins de incorporação ao SNISB;

II - exigir do empreendedor a anotação de responsabilidade técnica, por profissional habilitado pelo Sistema Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia (Confea) / Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia (Crea), dos estudos, planos, projetos, construção, fiscalização e demais relatórios citados nesta Lei;

III - exigir do empreendedor o cumprimento das recomendações contidas nos relatórios de inspeção e revisão periódica de segurança;

IV - articular-se com outros órgãos envolvidos com a implantação e a operação de barragens no âmbito da bacia hidrográfica;

V - exigir do empreendedor o cadastramento e a atualização das informações relativas à barragem no SNISB.

§ 1o O órgão fiscalizador deverá informar imediatamente à Agência Nacional de Águas (ANA) e ao Sistema Nacional de Defesa Civil (Sindec) qualquer não conformidade que implique risco imediato à segurança ou qualquer acidente ocorrido nas barragens sob sua jurisdição.

§ 2o O órgão fiscalizador deverá implantar o cadastro das barragens a que alude o inciso I no prazo máximo de 2 (dois) anos, a partir da data de publicação desta Lei.

Art. 17. O empreendedor da barragem 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;

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;

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).

CAPÍTULO VI

DISPOSIÇÕES FINAIS E TRANSITÓRIAS

Art. 18. A barragem que não atender aos requisitos de segurança nos termos da legislação pertinente deverá ser recuperada ou desativada pelo seu empreendedor, que deverá comunicar ao órgão fiscalizador as providências adotadas.

§ 1o A recuperação ou a desativação da barragem deverá ser objeto de projeto específico.

§ 2o Na eventualidade de omissão ou inação do empreendedor, o órgão fiscalizador poderá tomar medidas com vistas à minimização de riscos e de danos potenciais associados à segurança da barragem, devendo os custos dessa ação ser ressarcidos pelo empreendedor.

Art. 19. Os empreendedores de barragens enquadradas no parágrafo único do art. 1o terão prazo de 2 (dois) anos, contado a partir da publicação desta Lei, para submeter à aprovação dos órgãos fiscalizadores o relatório especificando as ações e o cronograma para a implantação do Plano de Segurança da Barragem.

Parágrafo único. Após o recebimento do relatório de que trata o caput , os órgãos fiscalizadores terão prazo de até 1 (um) ano para se pronunciarem.

Art. 20. O art. 35 da Lei no 9.433, de 8 de janeiro de 1997, passa a vigorar acrescido dos seguintes incisos XI, XII e XIII:

“Art. 35. .......................................................................

.............................................................................................

XI - zelar pela implementação da Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB);

XII - estabelecer diretrizes para implementação da PNSB, aplicação de seus instrumentos e atuação do Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB);

XIII - apreciar o Relatório de Segurança de Barragens, fazendo, se necessário, recomendações para melhoria da segurança das obras, bem como encaminhá-lo ao Congresso Nacional.” (NR)

Art. 21. O caput do art. 4o da Lei no 9.984, de 17 de julho de 2000, passa a vigorar acrescido dos seguintes incisos XX, XXI e XXII:

“Art. 4o .........................................................................

.............................................................................................

XX - organizar, implantar e gerir o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB);

XXI - promover a articulação entre os órgãos fiscalizadores de barragens;

XXII - coordenar a elaboração do Relatório de Segurança de Barragens e encaminhá-lo, anualmente, ao Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH), de forma consolidada.

...................................................................................” (NR)

Art. 22. O descumprimento dos dispositivos desta Lei sujeita os infratores às penalidades estabelecidas na legislação pertinente.

Art. 23. Esta Lei entra em vigor na data de sua publicação.

Brasília, 20 de setembro de 2010; 189o da Independência e 122o da República.

LUIZ INÁCIO LULA DA SILVA Mauro Barbosa da Silva Márcio Pereira Zimmermann José Machado João Reis Santana Filho

Este texto não substitui o publicado no DOU de 21.9.2010

LEI DE SEGURANÇA DE BARRAGENS – HISTÓRICO

Rogério de Abreu Menescal Presidência da República

Secretaria de Portos

Departamento de Infraestrutura Portuária Tel:(61) 3411.3732

Fax:(61) 3326.3025

E-mail: [email protected]

[email protected]

POLÍTICA NACIONAL DE SEGURANÇA

Lei de segurança de barragens é sancionada

Qua, 22 de Setembro de 2010 19:46

Depois de sete anos de tramitação a lei que estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens foi, finalmente, sancionada pelo presidente da República, no dia 21 de setembro de 2010. A lei 12.334/2010, que define responsabilidades e atribuições a respeito do cuidado com a segurança das barragens brasileiras, é uma conquista da comunidade técnica brasileira e da união formada por algumas das principais entidades técnicas nacionais como ABMS, CBDB (Comitê Brasileiro de Barragens), ABGE (Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental), Ibracon (Instituto Brasileiro do Concreto) e Clube de Engenharia. "O estado de abandono envolvendo centenas de barragens no Brasil e a inexistência de um Programa Nacional de Segurança de Barragens eram motivos de desapontamento e movimentação em grande parte da comunidade técnica", lembra Jarbas Milititsky (foto), presidente da ABMS. "Um grande passo foi dado para que a engenharia e a sociedade brasileiras cuidem, com base em parâmetros estabelecidos, de suas barragens".

"Foi um processo que envolveu o trabalho e a dedicação de diferentes atores e associações que deram muita força ao documento", afirma Rogério Menescal (foto), diretor da Secretaria Especial de Portos do Brasil, sócio da ABMS e

ativista do processo de aprovação da lei. Menescal ressalta que a atuação das entidades foi fundamental. "As entidades trabalharam juntas e foram determinantes no procedimento, por meio de apresentação de documentos públicos e apoio na confecção do texto substitutivo, proposto pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos à Câmara dos Deputados, na

época da elaboração do texto de lei, que seria proposto ao Senado".

"A dedicação e interesse do setor foi exemplar, além de fundamental para o êxito", afirma Erton Carvallho (foto), presidente do CBDB. "O Comitê Brasileiro de Barragens agradece a grande

participação e enorme auxilio da ABMS na aprovação deste importante projeto".

O primeiro passo. É dessa forma também que Rogério Menenescal define a aprovação da lei. Segundo o engenheiro, foi dada a largada para que uma regulamentação efetiva do risco das barragens brasileiras seja colocada em prática. "Não é o fim, mas sim o começo", afirmou. "Nesse momento, a sociedade brasileira definiu os parâmetros e suas exigências no

assunto segurança de barragens e se inseriu no patamar de países desenvolvidos".

"A partir desse marco, os órgãos fiscalizadores definirão regulamentação e capacitação de pessoal. É necessário que um processo cultural de mudança aconteça tanto no meio técnico quando no político".

Cerca de 40 países adotam programas de segurança de barragens, entre eles Suécia, Suíça, Canadá, EUA, Reino Unido, Holanda e Espanha. Nesses países, o índice de acidentes está dentro do considerado tolerável - 1 acidente em 10 mil barragens por ano. Já no Brasil, país que não adotou nenhuma política de segurança, até agora, ocorre 1 caso para 250 barragens por ano. "Nosso atraso em desenvolver um Programa Nacional de Barragens nos custa um índice dez vezes

maior que o tolerável", lamenta Jarbas Milititsky, presidente da ABMS.

O caminho até a aprovação

Antes de se tornar a lei 12.334/2010, a busca por uma política nacional de segurança de barragens começou na Câmara dos Deputados, em março de 2003. A proposta passou pelas Comissões de Minas e Energia, Meio Ambiente e

Constituição e Justiça.

"Foi nesse momento que o deputado Leonardo Monteiro, coordenador do projeto de lei, aceitou o substitutivo proposto pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos, confeccionado com a ajuda dos

especialistas da ABMS e do CBDB", revela Menescal.

Encaminhado para o Senado, o projeto de lei, conhecido como PLC 168, passou pelas Comissões do Meio Ambiente e Infraestrutura, de onde saiu aprovado em caráter terminativo, em março de 2010.

Segundo Menescal, por se tratar de um assunto técnico, o projeto não foi encaminhado ao Plenário e seguiu diretamente para a sanção presidencial. "O texto saiu do Senado, em março de 2010, com

aprovação em caráter terminativo e sem nenhuma alteração de mérito".

No dia 21 de setembro de 2010, a sanção do presidente da República, conferiu ao projeto de lei a uniformidade e a posição de lei que estabelece a política nacional de segurança de barragens.

A atuação das entidades

A participação efetiva das entidades técnicas nacionais, por meio de seus membros, se deu desde a elaboração do texto

proposto para a lei como por meio de um atividade pública de apresentação da necessidade de uma política de segurança para as barragens nacionais.

Em dezembro de 2008, ao lado de entidades como o Comitê Brasileiro de Barragens, Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental (ABGE), Instituto Brasileiro do Concreto

(IBRACON) e Clube de Engenharia, a ABMS elaborou um documento chamado "Considerações de Interesse Público sobre a Segurança de Barragens no Brasil", mostrando a importância da aprovação

da lei. Tenha acesso ao documento, clicando aqui.

A luta pela aprovação da lei de segurança de barragens é uma constante entre os especialistas que se frustram diante dos acidentes ocorridos nos últimos tempos nesse tipo de estrutura. Nos dois primeiros meses de 2008, foram mais de

70 acidentes. Um deles, que aconteceu no dia 30 de janeiro daquele ano, chamou a atenção da opinião pública. A barragem da Usina Hidrelétrica de Espora, no sudoeste de Goiás, rompeu-se parcialmente, causando isolamento de

cidades, alagando fazendas e trazendo prejuízos ambientais e materiais. Outro acidente que teve destaque foi o ocorrido na pequena Usina Hidrelétrica de Rondon 2 (Apertadinho), em Rondônia. No dia 9 de janeiro de 2008, a barragem da hidrelétrica sofreu uma ruptura de 60 metros. As consequências foram o alagamento de fazendas e o assoreamento do

rio Comemoração.

Com a nova lei, os engenheiros acreditam que esse problema deve ser solucionado, pois ela regulamenta os procedimentos relativos à segurança de barragens no Brasil, definindo as

responsabilidades do empreendedor e do órgão fiscalizador.

De Antonio Veiga Pinto (Portugal)

À comunidade Brasileira de Barragens, Na qualidade de membro do CBDB e pela determinação e trabalho realizado pelos colegas ligados à Engenharia de Barragens, parabenizo e manifesto o meu enorme apreço a todos aqueles que contribuíram para a ratificação da Lei 12.334/2010. É um feito notável. No entanto, ter a lei não é, por si só, suficiente para se alcançar uma maior segurança em barragens. É o que concluo da minha experiência profissional e que tentei transmitir no recente 7PCH, realizado em S. Paulo. Tive o privilégio de colaborar, de um modo muito abrangente na investigação aplicada em 34 grandes barragens, 18 concluídas anteriormente a 1990, ano de aprovação, em Portugal, do Regulamento de Segurança de Barragens (RSB). É fácil de provar que, em termos médios, não se verificou uma melhoria significativa no projeto, construção e nas acções mitigadoras do risco a jusante nas 16 barragens em que colaborei e que foram construídas depois de 1990, no âmbito da aplicação do RSB. Uma consulta ao arquivo Técnico das 34 barragens e uma visita às mesmas permite comprovar este facto.

Estou certo que haverá, a médio prazo, uma significativa melhoria nas condições de segurança das barragens no Brasil. Prevejo, no entanto, que isto se verificará não tanto pela existência desta nova legislação, mas mais pelo esforço continuado e sábia atuação dos colegas de engenharia de barragens. Um dos aspectos que a nova legislação deve ter em conta, de um modo muito claro, é as atribuições, competências e sanções que deverão ser atribuídas aos responsáveis no âmbito da segurança de barragens. Sobretudo separando bem a componente do Estado e a do setor privado. Os organismos da Administração Pública Central e Local devem ser dotados com as condições necessárias, em termos de recursos humanos e financeiros, para atuarem com eficácia na aplicação da nova lei. Se este desiderato não for alcançado, a existência da legislação poderá ser mais prejudicial do que benéfica pois permite, em certa medida, desresponsabilizar os empreendedores. Da análise do PLC168 parece-me haver aspectos interessantes, que também abordei no 7PCH, em que se nota uma sábia aprendizagem da tecnologia brasileira nos erros próprios e alheios no domínio da segurança de barragens, o que me permite prever o desejado sucesso na aplicação da Lei 12.334/2010.

Saudações, António Veiga Pinto

POLÍTICA NACIONAL DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

Aprovada nova lei

Qua, 24 de Março de 2010 20:56

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O primeiro projeto de lei brasileiro sobre segurança de barragens foi aprovado, pela Senado Federal, no dia 4 de março. A aprovação, em caráter terminativo, que dispensa votação em plenário, é resultado de um trabalho que a ABMS, em conjunto com o CBDB (Comitê Brasileiro de Barragens) e com outras entidades representantes da engenharia civil nacional, vem desenvolvendo há anos. O empenho das entidades foi marcado pela divulgação de um documento público, em dezembro de 2008 com o pedido de que a Política Nacional de Segurança de Barragens fosse colocada em prática.

“A medida já contava com total aprovação da comunidade técnica e científica. Restava apenas aprová-la e implantá-la”, sustenta o presidente da ABMS Jarbas Milititsky. “Há muitas barragens simplesmente abandonadas, sem nenhum processo de inspeção ou manutenção regular, oferecendo riscos de acidentes. Finalmente a política de segurança de barragens foi aprovada”.

O Projeto de Lei Complementar nº 168 (PLC 168) foi aprovado, no último dia 4, pela Comissão de Infraestrutura do Senado Federal. Agora o PLC segue para a Mesa do Senado e, após cinco dias, se não houver solicitação de mudanças, vai para sanção presidencial. “A lei define segurança de barragem como a condição que visa manter a sua integridade estrutural e operacional, a preservação da vida, da saúde, da propriedade e do meio ambiente, além de definir os atores e suas responsabilidades”, explica Carlos Medeiros, presidente do Núcleo Centro-Oeste da ABMS (foto).

O caminho até a aprovação

Até chegar à aprovação do PLC, um longe caminho foi percorrido. O documento que circula hoje pelo Senado Federal é discutido desde 2003. Entidades técnicas como a ABMS e o CBDB (Comitê Brasileiro de Barragens) participaram das discussões desde o início. “O estado de abandono envolvendo centenas de barragens no Brasil e a inexistência de um Programa Nacional de Segurança de Barragens eram motivos de desapontamento e movimentação em grande parte da comunidade técnica”, lembra Jarbas Milititsky, presidente da ABMS.

Em dezembro de 2008, ao lado de entidades como o Comitê Brasileiro de Barragens, Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental (ABGE), Instituto Brasileiro de Concreto (IBRACON) e Clube de Engenharia, a ABMS elaborou um documento chamado “Considerações de Interesse Público sobre a Segurança de Barragens no Brasil”, mostrando a importância da aprovação da lei. Tenha acesso ao documento, clicando aqui.

A luta pela aprovação da lei de segurança de barragens é uma constante entre os especialistas que se frustram diante dos acidentes ocorridos nos últimos tempos nesse tipo de estrutura. Nos dois primeiros meses de 2008, foram mais de 70 acidentes. Um deles, que aconteceu no dia 30 de janeiro daquele ano, chamou a atenção da opinião pública. A barragem da Usina Hidrelétrica de Espora, no sudoeste de Goiás, rompeu-se parcialmente,

causando isolamento de cidades, alagando fazendas e trazendo prejuízos ambientais e materiais.Outro acidente que teve destaque foi o ocorrido na pequena Usina Hidrelétrica de Rondon 2 (Apertadinho), em Rondônia. No dia 9 de janeiro de 2008, a barragem da hidrelétrica sofreu uma ruptura de 60 metros. As consequências foram o alagamento de fazendas e o assoreamento do rio Comemoração.“Na maioria dos incidentes e acidentes ocorridos no Brasil, pode-se constatar que prevalecem erros de gestão das diversas etapas de concepção, projeto, construção e operação”, relata Carlos Medeiros, presidente do Núcleo Centro-Oeste da ABMS.

Com a nova lei, os engenheiros acreditam que esse problema deve ser solucionado, pois ela regulamenta os procedimentos relativos à segurança de barragens no Brasil, definindo as responsabilidades do empreendedor e do órgão fiscalizador.

“Barragem é uma das estruturas de maior risco na engenharia que, em caso de acidente, pode ter consequências significativas, com perdas de vidas, propriedades e danos ao meio ambiente”, contata Medeiros. “Por isso elas devem ser planejadas, projetadas e construídas tendo como premissa a obtenção de estruturas seguras, sob o ponto de vista da engenharia e do ambiente; fato que resulta na redução de futuros conflitos”.

Cerca de 40 países adotam programas de segurança de barragens, entre eles Suécia, Suíça, Canadá, EUA, Reino Unido, Holanda e Espanha. Nesses países, o índice de acidentes está dentro do considerado tolerável – 1 acidente em 10 mil barragens por ano. Já no Brasil, país que não adotou nenhuma política de segurança, ocorre 1 caso para 250 barragens por ano. “Nosso atraso em desenvolver um Programa Nacional de Barragens nos custa um índice dez vezes maior que o tolerável”.

REVISTA CREA – RS – OUTUBRO 2010

LEI EM INGLÊS

BRAZILIAN FEDERAL DAM SAFETY LAW 12334 (20 SEP 2010)

CHAPTER I - GENERAL DISPOSITIONS

CHAPTER II - OF THE OBJECTIVES

CHAPTER III - OF THE BASES AND OF SUPERVISION

CHAPTER IV - OF THE INSTRUMENTS

Section I - Of Classification

Section II - Of the Dam Safety Plan

Section III – Of the National Dam Safety Information System

Section IV - Of the Education and Communication

CHAPTER V - OF THE COMPETENCIES

CHAPTER VI - GENERAL AND TRANSITORY DISPOSITIONS

CHAPTER I - GENERAL DISPOSITIONS

Art. 1o This law establishes the National Policy for Dam Safety – PNSB and creates the National Information System on

Dam Safety – SNISB.

Sole paragraph: This law applies to dams destined for the accumulation of water for any uses, for final or temporary disposition of residues and the accumulation of industrial residues which have at least one of the following characteristics:

I – the height of the dam counting from the lowest point of the foundation to the crest, greater or equal to 15 (fifteen) meters;

II – total capacity of the reservoir greater or equal to 3,000,000m3 (three million cubic meters).

III – a reservoir containing dangerous residues according to applicable technical norms.

IV – category of associated potential damage medium or high, in economic, social, environmental terms or of the loss of human lives according to what is defined in art. 6o .

Art. 2o For the effects of this law the following definitions are established:

I – dam: any structure in a permanent or temporary watercourse for the purposes of contention, or accumulation of liquid substances or mixtures of liquids and solids, comprehending the dam and associated structures;

II – reservoir: a non-natural accumulation of water, of liquid substances or of a mixture of liquids and solids;

III – dam safety: a condition which aims to maintain the structural and operational integrity and the preservation of life, health, property and of the environment;

IV – entrepreneur: private or public agent with property rights to the lands where the dam and the reservoir are located or which exploits the dam for its own benefit or that of the public;

V – inspection organ: organ of the public authority responsible for inspection actions of dam safety in its competency;

VI – risk management: actions of a normative character, as well as the application of measures for the prevention, control and mitigation of risks;

VII – potential damage associated with the dam: damage which can occur due to rupture, leaking, infiltration into the soil, or caused by malfunctioning of a dam.

CHAPTER II - OF THE OBJECTIVES

Art. 3o The objectives of the National Policy of Dam Safety – PNSB are:

I – to guarantee the observance of dam safety standards in a way to reduce the possibility of an accident and its consequences;

II – regulate the safety actions to be adopted in the phases of planning, project, construction, first filling, and first spill, operation, deactivation, and of future uses in the entire national territory;

III – promote the monitoring and follow-up of the safety actions employed by those responsible for the dams;

IV – create conditions so that one can amplify the universe of dam control by the public power with a basis on inspection, orientation and correction of the safety actions;

V – put together information which provides subsidies for dam safety management by governments;

VI – establish standards of a technical nature which permit one to make an evaluation of the adjustment to the parameters established by the public power;

VII – advance the culture of dam safety and risk management.

CHAPTER III - OF THE BASES AND OF SUPERVISION

Art. 4o The bases of the National Policy of Dam Safety – PNSB are:

I – the safety of a dam should be considered in its stages of planning, project, construction, first filling and first spill, operation, deactivation, and of future uses;

II – The population should be informed and stimulated to participate directly or indirectly in the preventive and emergency actions;

III – the entrepreneur is the person legally responsible for the dam safety, and it is proper for him to develop the actions for the guarantee of its safety;

IV – the promotion of mechanisms of social participation and control;

V – the safety of a dam directly influences its sustainability and its range of its potential social and environmental effects;

Art. 5o Without prejudice to the inspection actions of the competent organs which make up the National System of the

Environment – SISNAMA, the inspection of dam safety is an attribution of:

I – the entity which granted the right of water resources use, observing the domain of the body of water, of which the objective is the accumulation of water, except when it is for the purposes of taking advantage of hydroelectric potential.

II – the entity which conceded or authorized the use of hydraulic potential, when it is a matter of use preponderantly for the purposes of hydroelectric generation;

III – the entity which conceded mineral rights for the purposes of final or temporary disposition of residues, or to whom the conceding authority delegates these rights.

IV – the entity which furnished the environmental license for installation and operation for purposes of disposition of industrial residues.

CHAPTER IV - OF THE INSTRUMENTS

Art. 6 o The instruments of PNSB are:

I – the system of dam classification by risk category and by associated potential damage;

II – the Plan of Dam Safety;

III – the National Information System about Dam Safety - SNISB;

IV – the National Information System about the Environment - SINIMA;

V – the Federal Technical Registry of Activities and Instruments of Environmental Defense;

VI – the Federal Technical Registry of Potentially Polluting Activities or Users of Environmental Resources;

VII – the Dam Safety Report.

Section I - Of Classification

Art.7o The dams will be classified by the inspectors by risk category, by associated potential damage and by their volume on

a basis of general criteria established by the National Council of Water Resources.

Section II - Of the Dam Safety Plan

Art. 8o The Dam Safety Plan should include at least the following information:

I – Identification of the entrepreneur;

II – technical data referring to the implantation of the undertaking, including in the case of undertakings constructed after the promulgation of this law, of the project as constructed, as well as those data necessary for the operation and maintenance of the dam.

III – organizational structure and technical qualification of the professionals of the dam safety team;

IV – manuals of procedures of the inspection routines of safety and monitoring and reports of dam safety;

V – operational rules of the discharge mechanisms of the dam;

VI – indication of the surrounding areas of the installations and their respective accesses, to be preserved from any uses or permanent occupations except those indispensible for maintenance and operation of the dam;

VII – Emergency Action Plan – PAE when required;

VIII – reports of safety inspections

IX – periodical safety reviews.

§1o The period of updating, the qualification of the technician responsible, the minimum content and the level of detailing of the safety plans should be established by the inspecting organ.

§2o The requirements indicated in the periodic inspections of dam safety should be contemplated in the updating of the Safety Plan.

Art. 9o The regular and special safety inspections will have their periods, the qualification of the team responsible, the

minimum content and the level of detailing defined by the inspection organ according to the risk category and of the potential damage associated with the dam.

§1o The regular safety inspection will be done by the dam safety team itself, and the report made available to the inspecting organ and civil society.

§2o The Special Safety Inspection will be done according to the orientation of the inspection organ, by a multidisciplinary team of specialists according to the risk category and associated potential damage of the dam, in the stages of construction, operation, and deactivation and the alteration of the conditions upstream and downstream should be considered.

§3o The resulting reports of the safety inspection should indicate the actions to be adopted by the entrepreneur for the maintenance of dam safety.

Art. 10o The Periodical Dam Safety Review should be done with the objective of verifying the general state of dam safety,

considering the current state of the art for the criteria of the project, updating of hydrological data and the alterations of the conditions upstream and downstream from the dam.

§1o The frequency, the technical qualification of the team responsible, the minimum content and the level of detailing of the periodic safety review will be established by the inspection organ according to the risk category and the potential damage associated with the dam.

§2o The Periodical Dam Safety Review should indicate the actions to be taken by the entrepreneur for the maintenance of dam safety, including for this:

I – the examination of all the documentation of the dam, especially the inspection report;

II – The examination of the procedures of maintenance and operation adopted by the entrepreneur;

III – the comparative analysis of dam performance in relation to the reviews done previously.

Art. 11o The inspecting organ can determine the elaboration of the Emergency Action Plan – PAE according to the risk

category and the potential damage associated with the dam, and should always demand that the dam be classified as of high associated potential damage.

Art. 12o The PAE will establish the actions to be executed by the dam entrepreneur in case of an emergency situation, as

well as identifying the agents to be notified of the occurrence and should contemplate the following at least:

I – Identification and analysis of the possible emergency situations;

II – Procedures for the identification and notification of malfunctioning or potential conditions for dam rupture;

III – Preventative and corrective procedures to be adopted in emergency situations with an indication of the person responsible for the action;

IV – Strategy and means of disseminating the news and alert for the communities potentially affected in an emergency situation.

Sole Paragraph. The PAE should be available in the undertaking and in the mayor’s offices involved, as well as being sent along to the competent authorities and civil defense organisms.

Section III – Of the National Dam Safety Information System

Art. 13o The National Dam Safety Information System – SNISB is instituted for the computerized registry of dam safety

conditions in the entire national territory.

Sole Paragraph. The SNISB will include a system of collection, treatment, storage and recovery of its information, and should contemplate dams in construction, in operation and deactivated.

Art. 14o The basic principles for the functioning of the SNISB are:

I- The decentralization of the obtaining and production of data and information; II- unified coordination of the systems;

III- guaranteed access to the data and information for all society.

Section IV - Of the Education and Communication

Art. 15o The PNSB should establish a program of education and communication about dam safety with the objective of

making society aware of the importance of dam safety, which will contemplate the following measures:

I – support and promotion of decentralized actions for consciousness-raising and

development of knowledge about dam safety:

II – elaboration of didactic material; III – maintenance of a system of dissemination about dam safety in its jurisdiction; IV– promotion of partnerships with institutions of learning, research and technical associations related to the engineering of dams and related areas. V – making available of the annual report of dam safety.

CHAPTER V - OF THE COMPETENCIES

Art. 16o The inspecting organ, in the scope of its legal attributions is obliged to:

I – maintain a registry of dams, with identification of the entrepreneurs, under its jurisdiction for the purpose of incorporation into SNISB;

II – require of the entrepreneur that an annotation be made by a professional qualified by the System of the Federal Council of Engineering, Architecture and Agronomy – CONFEA / Regional Council of Engineering, Architecture and Agronomy – CREA of the studies, plans projects, construction, inspection and remaining reports cited in this law;

III – require that the entrepreneur fulfill the recommendations in the inspection reports and periodical safety review;

IV – articulate with other organs involved with the implantation and the operation of dams in the scope of the hydrographic basin;

V – require the entrepreneur to register and update the information relative to the dam in the SNISB;

§ 1o The inspection organ should immediately inform ANA and the National System of Civil Defense about any non-conformity which implies in immediate risk to safety or any accident that has occurred in the dams under its jurisdiction.

§ 2o The inspection organ should implant the dam registry to which Section 1 alludes within a period of 2 (two) years at the most.

Art. 17o The dam entrepreneur is obliged to:

I – provide necessary resources to guarantee the dam safety;

II – provide the elaboration of the final project as constructed for new undertakings.

III – organize and maintain the information and the documentation referring to the project, the conducting of the operation, the maintenance, the safety and, when necessary, the deactivation of the dam in a good state of conservation;

IV – Inform the respective inspecting organ of any alternation which could cause the reduction of the dam discharge capacity or that could affect its safety adversely;

V – maintain a specialized service in dam safety, according to what is established by the Dam Safety Plan;

VI – permit unrestricted access of the inspecting organ and of the organs that make up the National System of Civil Defense to the location of the dam and its safety documentation;

VII – Provide for the elaboration and updating of the Dam Safety Plan, having observed the recommendations of the inspections and reviews of safety;

VIII – hold the safety inspections foreseen in art. 9 o of this law;

IX – elaborate the periodic safety reviews;

X – elaborate the PAE, when required;

XI – maintain registries of the reservoirs, with the respective correspondence in a stored volume, as well as the chemical and physical characteristics of the stored fluid, according to what is established by the inspection organ;

XII – register and maintain the information up to date relative to the dam in SNISB;

Sole paragraph. For reservoirs of hydroelectric use, the alteration of what subsection IV treats, also should be informed to the National Operator of the Electric System – ONS.

CHAPTER VI - GENERAL AND TRANSITORY DISPOSITIONS

Art. 18o The dam which does not attend the safety requisites in terms of the pertinent legislation should be

recuperated or deactivated by its entrepreneur, who should communicate the measures adopted to the inspection organ.

§1 The recovery or de-activation of the dam should be the object of a specific project.

§2 In the event of omission or inaction by the entrepreneur, the inspection organ can take measures with a view to minimizing the risks and potential damage associated to dam safety, and the costs of this action should be paid back by the entrepreneur.

Art. 19o The entrepreneurs of dams which fit into the sole paragraph of art. 1o of this Law will have a deadline of two years,

counting from the publication of this law, to submit a report specifying the action and the schedule for the implantation of the Dam Safety Program for the approval of the inspecting organs.

Sole paragraph. After the reception of the report which is treated in the caput, the inspection organs will have a deadline of 1 (one) year to pronounce on it.

Art. 20o The caput of art. 35 of Law No 9,433 of January 8, 1997, enters into effect with the addition of the following

subsections XI, XII, and XIII:

Art. 35o ……………………………………………………

……………………………………..……………………….

XI – be zealous in the implementation of the National Policy

of Dam Safety – PNSB;

XII – establish guidelines for the implementation of PNSB,

application of its instruments and activity of the National

Information System on Dam Safety – SNISB;

XIII – appreciate the Dam Safety Report, if necessary making

recommendations for the improvement of the safety of the

works, as well as sending the report to the Congress.

Art. 21o The caput of art. 4o of Law No 9,984 of July 17, 2000, begins to enter into effect with the addition of the

following subsections of XX, XXI, and XXII:

“Art. 4o ………………..…………………………………….

………….. …………………………………………………...

XX – organize, implant and manage the National Information

System about Dam Safety – SNISB;

XXI – promote articulation between the dam inspection organs;

XXII – coordinate and elaboration of the Dam Safety Report

and transmit it annually to the National Water Resources Council

– CNRH in a consolidated form. (NR)

Art. 22o The non-compliance with the dispositions of this Law subjects those who commit such infractions to the penalties

established in the pertinent legislation.

Art. 23o This Law enters into effect on the date of its publication. .

Luiz Inácio Lula da Silva

President

SINDEC – SISTEMA NACIONAL DE DEFESA CIVIL

Decreto 7257/10 | Decreto nº 7.257, de 4 de agosto de 2010

Regulamenta a Medida Provisória no 494 de 2 de julh o de 2010, para dispor sobre o Sistema Nacional de Defesa Civil - SINDEC, sobre o reconhecimento de situação de emergência e estado de calamidade pública, sobre as transferências de recursos para ações de socorro, a ssistência às vítimas, restabelecimento de serviços essenciais e reconstrução nas áreas atingidas por desastre, e dá outras providências. Citado por 2

O PRESIDENTE DA REPÚBLICA, no uso das atribuições que lhe confere o art. 84, incisos IV e VI, alínea "a", da Constituição, e tendo em vista o disposto na Medida Provisória no 494, de 2 de julho de 2010, DECRETA:

Art. 1o O Poder Executivo federal apoiará, de forma complementar, os Estados, o Distrito Federal e os Municípios em situação de emergência ou estado de calamidade pública, provocados por desastres.

Art. 2o Para os efeitos deste Decreto, considera-se:


II - desastre: resultado de eventos adversos, naturais ou provocados pelo homem sobre um ecossistema vulnerável, causando danos humanos, materiais ou ambientais e conseqüentes prejuízos econômicos e sociais;


IV - estado de calamidade pública: situação anormal, provocada por desastres, causando danos e prejuízos que impliquem o comprometimento substancial da capacidade de resposta do poder público do ente atingido;

V - ações de socorro: ações imediatas de resposta aos desastres com o objetivo de socorrer a população atingida, incluindo a busca e salvamento, os primeiros-socorros, o atendimento pré-hospitalar e o atendimento médico e cirúrgico de urgência, entre outras estabelecidas pelo Ministério da Integração Nacional;

VI - ações de assistência às vítimas: ações imediatas destinadas a garantir condições de incolumidade e cidadania aos atingidos, incluindo o fornecimento de água potável, a provisão e meios de preparação de alimentos, o suprimento de material de abrigamento, de vestuário, de limpeza e de higiene pessoal, a instalação de lavanderias, banheiros, o apoio logístico às equipes empenhadas no desenvolvimento dessas ações, a atenção integral à saúde, ao manejo de mortos, entre outras estabelecidas pelo Ministério da Integração Nacional;

VII - ações de restabelecimento de serviços essenciais: ações de caráter emergencial destinadas ao restabelecimento das condições de segurança e habitabilidade da área atingida pelo desastre, incluindo a desmontagem de edificações e de obras-de-arte com estruturas comprometidas, o suprimento e distribuição de energia elétrica, água potável, esgotamento sanitário, limpeza urbana, drenagem das águas pluviais, transporte coletivo, trafegabilidade, comunicações, abastecimento de água potável e desobstrução e remoção de escombros, entre outras estabelecidas pelo Ministério da Integração Nacional;

VIII - ações de reconstrução: ações de caráter definitivo destinadas a restabelecer o cenário destruído pelo desastre, como a reconstrução ou recuperação de unidades habitacionais, infraestrutura pública, sistema de abastecimento de água, açudes, pequenas barragens, estradas vicinais, prédios públicos e comunitários, cursos d'água, contenção de encostas, entre outras estabelecidas pelo Ministério da Integração Nacional; e

IX - ações de prevenção: ações destinadas a reduzir a ocorrência e a intensidade de desastres, por meio da identificação, mapeamento e monitoramento de riscos, ameaças e vulnerabilidades locais, incluindo a capacitação da sociedade em atividades de defesa civil, entre outras estabelecidas pelo Ministério da Integração Nacional.

CAPÍTULO I

DO SISTEMA NACIONAL DE DEFESA CIVIL - SINDEC Art. 3o O Sistema Nacional de Defesa Civil - SINDEC tem como objetivo planejar, articular e coordenar as ações de defesa civil em todo o território nacional.

Art. 4o Para o alcance de seus objetivos, o SINDEC deverá:

I - planejar e promover ações de prevenção de desastres naturais, antropogênicos e mistos, de maior prevalência no País;

II - realizar estudos, avaliar e reduzir riscos de desastres;

III - atuar na iminência e em circunstâncias de desastres; e

IV - prevenir ou minimizar danos, socorrer e assistir populações afetadas, e restabelecer os cenários atingidos por desastres.

Art. 5o O SINDEC será composto pelos órgãos e entidades da União responsáveis pelas ações de defesa civil, bem como pelos órgãos e entidades dos Estados, Distrito Federal e Municípios que a ele aderirem.

§ 1o As entidades da sociedade civil também poderão aderir ao SINDEC, na forma a ser disciplinada pelo Ministério da Integração Nacional.

§ 2o Compete à Secretaria Nacional de Defesa Civil do Ministério da Integração Nacional a coordenação do SINDEC, ficando responsável por sua articulação, coordenação e supervisão técnica.

§ 3o Para o funcionamento integrado do SINDEC, os Estados, Distrito Federal e Municípios encaminharão à Secretaria Nacional de Defesa Civil informações atualizadas a respeito das respectivas unidades locais responsáveis pelas ações de defesa civil em suas jurisdições, de acordo com o art. 2o da Medida Provisória no 494, de 2 de julho de 2010.

§ 4o Em situações de desastres, os integrantes do SINDEC na localidade atingida, indicados nos termos do § 3o, atuarão imediatamente, instalando, quando possível, sala de coordenação de resposta ao desastre, de acordo com sistema de comando unificado de operações adotado pela Secretaria Nacional de Defesa Civil.

§ 5o O SINDEC contará com Grupo de Apoio a Desastres - GADE, vinculado à Secretaria Nacional de Defesa Civil, formado por equipe multidisciplinar, mobilizável a qualquer tempo, para atuar nas diversas fases do desastre em território nacional ou em outros países.

§ 6o Para coordenar e integrar as ações do SINDEC em todo o território nacional, a Secretaria Nacional de Defesa Civil manterá um centro nacional de gerenciamento de riscos e desastres, com a finalidade de agilizar as ações de resposta, monitorar desastres, riscos e ameaças de maior prevalência;

§ 7o A Secretaria Nacional de Defesa Civil poderá solicitar o apoio dos demais órgãos e entidades que integram o SINDEC, bem como da Administração Pública federal, para atuarem junto ao ente federado em situação de emergência ou estado de calamidade pública.

§ 8o As despesas decorrentes da atuação de que trata o § 7o, correrão por conta de dotação orçamentária de cada órgão ou entidade.

§ 9o O SINDEC mobilizará a sociedade civil para atuar em situação de emergência ou estado de calamidade pública, coordenando o apoio logístico para o desenvolvimento das ações de defesa civil.

Art. 6o O Conselho Nacional de Defesa Civil - CONDEC integra o SINDEC como órgão colegiado, de natureza consultiva, tendo como atribuição propor diretrizes para a política nacional de defesa civil, em face dos objetivos estabelecidos no art. 4o.

§ 1o O CONDEC será composto por um representante e suplente de cada órgão a seguir indicado:

I - Ministério da Integração Nacional, que o coordenará;

II - Casa Civil da Presidência da República;

III - Gabinete de Segurança Institucional da Presidência da República;

IV - Ministério da Defesa;

V - Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão;

VI - Ministério das Cidades;

VII - Ministério do Desenvolvimento Social e Combate à Fome;

VIII - Ministério da Saúde;

IX - Secretaria de Relações Institucionais da Presidência da República.

§ 2o Além dos representantes previstos no § 1o, comporão, ainda, o CONDEC:

I - dois representantes dos Estados e Distrito Federal;

II - três representantes dos Municípios; e

III - três representantes da sociedade civil.

§ 3o A Secretaria Nacional de Defesa Civil exercerá a função de Secretaria-Executiva do CONDEC, fornecendo o apoio administrativo e os meios necessários à execução de seus trabalhos.

§ 4o A participação no CONDEC será considerada prestação de serviço público relevante, não remunerada.

§ 5o Os representantes dos Estados, Distrito Federal, Municípios e da sociedade civil, serão indicados e designados na forma a ser disciplinada pelo Ministério da Integração Nacional.

§ 6o O CONDEC poderá convidar representantes de outros órgãos da administração pública, de entidades privadas, de organizações não-governamentais, de conselhos e de fóruns locais para o acompanhamento ou participação dos trabalhos.

CAPÍTULO II

DO RECONHECIMENTO DA SITUAÇÃO DE EMERGÊNCIA E DO ESTADO DE CALAMIDADE PÚBLICA

Art. 7o O reconhecimento da situação de emergência ou do estado de calamidade pública pelo Poder Executivo federal se dará mediante requerimento do Poder Executivo do Estado, do Distrito Federal ou do Município afetado pelo desastre.

§ 1o O requerimento previsto no caput deverá ser realizado diretamente ao Ministério da Integração Nacional, no prazo máximo de dez dias após a ocorrência do desastre, devendo ser instruído com ato do respectivo ente federado que decretou a situação de emergência ou o estado de calamidade pública e conter as seguintes informações:

I - tipo do desastre, de acordo com a codificação de desastres, ameaças e riscos, definida pelo Ministério da Integração Nacional;

II - data e local do desastre;

III - descrição da área afetada, das causas e dos efeitos do desastre;

IV - estimativa de danos humanos, materiais, ambientais e serviços essenciais prejudicados;

V - declaração das medidas e ações em curso, capacidade de atuação e recursos humanos, materiais, institucionais e financeiros empregados pelo respectivo ente federado para o restabelecimento da normalidade; e

VI - outras informações disponíveis acerca do desastre e seus efeitos.

§ 2o Após avaliação das informações apresentadas no requerimento a que se refere o § 1o e demais informações disponíveis no SINDEC, o Ministro de Estado da Integração Nacional reconhecerá, por meio de Portaria, a situação de emergência ou estado de calamidade, desde que a situação o justifique e que tenham sido cumpridos os requisitos estabelecidos na Medida Provisória no 494, de 2010, e neste Decreto.

§ 3o Considerando a intensidade do desastre e seus impactos social, econômico e ambiental, o Ministério da Integração Nacional reconhecerá, independentemente do fornecimento das informações previstas no § 1o, a situação de emergência ou o estado de calamidade pública com base no Decreto do respectivo ente federado.

CAPÍTULO III

DAS TRANSFERÊNCIAS DE RECURSOS Art. 8o As transferências obrigatórias da União aos órgãos e entidades dos Estados, Distrito Federal e Municípios para a execução de ações de socorro, assistência às vítimas, restabelecimento de serviços essenciais e reconstrução, observarão os requisitos e procedimentos previstos na Medida Provisória no 494, de 2010, e neste Decreto.

Art. 9o Reconhecida a situação de emergência ou o estado de calamidade pública, o Ministério da Integração Nacional, com base nas informações obtidas e na sua disponibilidade orçamentária e financeira, definirá o montante de recursos a ser disponibilizado para a execução das ações especificadas nos incisos V, VI e VII do art. 2o.

Parágrafo único. A transferência dos recursos se dará mediante depósito em conta específica do ente beneficiário em instituição financeira oficial federal.

Art. 10. As transferências de recursos voltadas à execução de ações de reconstrução deverão ser precedidas da apresentação de Plano de Trabalho pelo ente beneficiário no prazo de até quarenta e cinco dias após o reconhecimento da situação de emergência ou do estado de calamidade pública.

§ 1o O Plano de Trabalho conterá:

I - levantamento de danos materiais causados pelo desastre;

II - identificação das ações de reconstrução, acompanhadas das respectivas estimativas financeiras;

III - etapas ou fases de execução;

IV - plano de aplicação dos recursos financeiros;

V - cronograma de desembolso; e

VI - previsão de início e fim da execução das ações, bem como da conclusão das etapas ou fases programadas.

§ 2o Independentemente da apresentação do Plano de Trabalho de que trata o § 1o, o Ministério da Integração Nacional poderá antecipar a liberação de parte dos recursos destinados às ações de reconstrução.

§ 3o As ações implementadas com os recursos antecipados na forma do § 2o deverão estar contempladas no Plano de Trabalho previsto no caput.

§ 4o No caso de recuperação ou reconstrução de edificações no mesmo local do desastre, tratando-se de posse mansa e pacífica, poderá ser dispensada a comprovação da propriedade do imóvel pelos respectivos beneficiários.

Art. 11. A utilização dos recursos transferidos nos termos dos arts. 9o e 10 pelo ente beneficiário está vinculada exclusivamente à execução das ações previstas neste Decreto, além das especificadas pelo Ministério da Integração Nacional quando da liberação dos recursos.

§ 1o Constatada a presença de vícios na documentação apresentada ou a utilização dos recursos por parte dos Estados, Distrito Federal e Municípios, em desconformidade com disposto na Medida Provisória no 494, de 2010, e neste Decreto, o Ministério da Integração Nacional suspenderá a liberação dos recursos até a regularização da pendência, se for o caso.

§ 2o A utilização dos recursos em desconformidade com as ações especificadas pelo Ministério da Integração Nacional ensejará ao ente federado a obrigação de devolvê-los devidamente atualizados, conforme legislação aplicável.

§ 3o O Ministério da Integração Nacional notificará o ente federado cuja utilização dos recursos transferidos for considerada irregular, para que apresente justificativa no prazo de trinta dias.

§ 4o Se as razões apresentadas na justificativa do ente federado não demonstrarem a regularidade na aplicação dos recursos, o Ministério da Integração Nacional dará ciência do fato ao ente federado que deverá providenciar a devolução dos recursos no prazo de trinta dias.

§ 5o Na hipótese de não devolução dos recursos pelo ente federado notificado, o Ministério da Integração Nacional deverá comunicar o fato aos órgãos de controle competentes para adoção das medidas cabíveis.

Art. 12. O planejamento e a execução das ações de prevenção previstas no inciso IX do art. 2o são de responsabilidade de todos os órgãos integrantes do SINDEC e dos demais órgãos da Administração Pública federal, estadual, distrital e municipal que setorialmente executem ações nas áreas de saneamento, transporte e habitação, bem assim em outras áreas de infraestrutura.

CAPÍTULO IV

DA PRESTAÇÃO DE CONTAS E DA FISCALIZAÇÃO Art. 13. Os Estados, o Distrito Federal e os Municípios beneficiários das transferências de que trata o art. 4o da Medida Provisória no 494, de 2010, apresentarão ao Ministério da Integração Nacional a prestação de contas do total dos recursos recebidos.

Art. 14. A prestação de contas de que trata o art. 13 deverá ser apresentada pelo ente beneficiário no prazo de trinta dias a contar do término da execução das ações a serem implementadas com os recursos transferidos pelo Ministério da Integração Nacional e será composta dos seguintes documentos:

I - relatório de execução físico-financeira;

II - demonstrativo da execução da receita e despesa, evidenciando os recursos recebidos e eventuais saldos;

III - relação de pagamentos e de bens adquiridos, produzidos ou construídos;

V - extrato da conta bancária específica do período do recebimento dos recursos e conciliação bancária, quando for o caso;

VI - relação de beneficiários, quando for o caso;

VII - cópia do termo de aceitação definitiva da obra ou serviço de engenharia, quando for o caso; e

VIII - comprovante de recolhimento do saldo de recursos, quando houver.

§ 1o A autoridade responsável pela prestação de contas que inserir ou fizer inserir documentos ou declaração falsa ou diversa da que deveria ser inscrita, com o fim de alterar a verdade sobre o fato, será responsabilizada na forma da lei.

§ 2o Os entes beneficiários manterão, pelo prazo de cinco anos, contados da data de aprovação da prestação de contas de que trata o art. 13, os documentos a ela referentes, inclusive os comprovantes de pagamentos efetuados com os recursos financeiros transferidos na forma deste Decreto, ficando obrigados a disponibilizá-los, sempre que solicitado, ao Ministério da Integração Nacional, ao Tribunal de Contas da União e ao Sistema de Controle Interno do Poder Executivo federal.

Art. 15. O Ministério da Integração Nacional acompanhará e fiscalizará a aplicação dos recursos transferidos na forma do art. 8o deste Decreto.

Art. 16. Este Decreto entra em vigor na data de sua publicação.

Art. 17. Ficam revogados os Decretos nos 5.376, de 17 de fevereiro de 2005, e 6.663, de 26 de novembro de 2008.

Brasília, 4 de agosto de 2010; 189o da Independência e 122o da República.

LUIZ INÁCIO LULA DA SILVA

Guido Mantega

Paulo Bernardo Silva

João Reis Santana Filho

Este texto não substitui o publicado no DOU de 5.8.2010

Para os efeitos deste Decreto, considera-se:


II - desastre: resultado de eventos adversos, naturais ou provocados pelo homem sobre um ecossistema vulnerável, causando danos humanos, materiais ou ambientais e conseqüentes prejuízos econômicos e sociais;


CREA – ENG. AGRÍCOLA – ATRIBUIÇÕES PARA CONSTRUÇÃO DE BARRAGENS E ESTRADAS VICINAIS

From: André Sanches To: Prof. Dr. Nelson Luis Cappelli Cc: jose paulo saes Sent: Thursday, August 06, 2009 8:30 AM Subject: Re: Consulta sobre atribuições Bom dia Consº, Sobre a questão de Estradas Vicinais, não tenho material especifico, mas existem discussões anteriores que permitem aos Engºs Agrºs. Engºs Agricolas e até Florestais de poderem executar estradas vicinais sem manta asfáltica, ou seja de terra. Quanto a questão de Barragens de Terra, tanto o Engº Agrº como o Engº Agricola, podem executar, conforme definido na Decisão Normativa nº 61 do Confea, inclusive abolindo a questão dos 5 metros. Eng. Agr. André Sanches Creasp nº 0601402272 Assistente Técnico GEAT/SUPTEC Câmara Especializada de Agronomia ----- Original Message ----- From: Prof. Dr. Nelson Luis Cappelli To: André Sanches Sent: Wednesday, August 05, 2009 11:48 PM Subject: Consulta sobre atribuições Olá André. Recebí uma consulta com respeito às atribuições do Engenheiro Agrícola para se responabilizarem pelo projeto de estradas vicinais e, principalmente, para barragens. Você poderia me ajudar quanto a legislação vigente sobre o assunto?? De antemão, agradeço. Prof. Dr. Nelson Luis Cappelli Conselherio CREA-SP Faculdade de Engenharia Agrícola. CP: 6011. CEP: 13083-970 Universidade Estadual de Campinas. Campinas. SP Fone/Fax: 55 (19) 3521-1052 e 3521-1055 [email protected] www.feagri.unicamp.br

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

REFERÊNCIAS DISPONÍVEIS EM SITES

1- DAEE – Departamento de Águas e Energia Elétrica – Secretaria de Saneamento e Energia do Estado de São Paulo (http://www.daee.sp.gov.br). (→→→→ Outorga e Fiscalização →→→→ Guia prático para projeto de pequenas obras hidráulicas →→→→ Projeto de uma Pequena

Barragem ++++ Formulários ++++ etc.)

2- Centrais Elétricas Brasileiras S.A. (http://www.eletrobras.gov.br). (Educação→→→→ Biblioteca Virtual →→→→ Publicações Digitais →→→→ Projetos de Usinas →→→→ Diretrizes PCH (Diretrizes para estudos e projetos de

pequenas centrais hidrelétricas) ++++ Manual de Micro Centrais ++++ Manual de Mini Centrais ++++ etc. )

3- Companhia do Desenvolvimento dos Vales do São Francisco e do Parnaíba (http://www.codevasf.gov.br). (→→→→ Busca →→→→ Barragens →→→→ Barragens.pdf ++++ Manual de Segurança e Inspeção de Barragens.pdf ++++ etc.)

4- Comitê Brasileiro de Barragens (http://www.cbdb.org.br).

5- Livro “ DESIGN OF SMALL DAMS “ – Bureau of Reclamation–USA- – (http://www.usbr.gov/pmts/hydraulics_lab/pubs/manuals/SmallDams.pdf )

6- Livro “ EARTH MANUAL“ – Bureau of Reclamation–USA- – (http://www.usbr.gov/pmts/writing/earth/index.html)

7- Ministério da Integração Nacional – (www.integração.gov.br) →→→→

Publicações →→→→ Diversos Manuais →→→→ Secretaria da Infra Estrutura Hidrica

8- A Segurança de Barragens e a Gestão de Recursos Hídricos no Brasil – Menescal - (www.integração.gov.br) →→→→ Publicações →→→→ Diversos Manuais →→→→ Secretaria da Infra Estrutura Hidrica.

9- Diretrizes Ambientais para Projeto e Construção de Barragens e Operação de Reservatórios – (www.integração.gov.br) →→→→ Publicações →→→→ Diversos Manuais →→→→ Secretaria da Infra Estrutura Hidrica.

10- Manual de Preenchimento da Ficha de Cadastro de Barragem – (www.integração.gov.br) →→→→ Publicações →→→→ Diversos Manuais →→→→ Secretaria da Infra Estrutura Hidrica.

11- Manual de Preenchimento da Ficha de Inspeção de Barragem – (www.integração.gov.br) →→→→ Publicações →→→→ Diversos Manuais →→→→ Secretaria da Infra Estrutura Hidrica.

12- Manual de Segurança e Inspeção de Barragens – (www.integração.gov.br) →→→→ Publicações →→→→ Diversos Manuais →→→→ Secretaria da Infra Estrutura Hidrica.

13- Companhia Energética de São Paulo (http://www.cesp.com.br). 14- CERPCH – Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais

Hidrelétricas – (www.cerpch.unifei.edu.br)

15- Departamento Nacional de Obras Contra as Secas - Ministério da Integração Nacional (http://www.dnocs.gov.br).

16- International Commission of Large Dams - ICOLD – (http://www.icold-cigb.net/)

REFERÊNCIAS DISPONÍVEIS EM PUBLICAÇÕES .

1- Alves Filho, A., Silveira, J.F.A., Gaioto, N. e Pinça, R.L., 1980 – CONTROLE DE SUBPRESSÕES E VAZÕES NA OMBREIRA ESQUERDA DA BARRAGEM DE ÁGUA VERMELHA – XIII Seminário Nacional de Grandes Barragens, Tema IV, Rio de Janeiro.

2- Bates, J. (2003) – BARRAGENS DE REJEITOS. Editora Signus 3- Bordeaux, G.H.M. (1980) – BARRAGENS DE TERRA E

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4- Bueno, B.S. e Vilar, O.M. (1999) – MECÂNICA DOS SOLOS – Vol. I

– Apostila – Escola de Engenharia de São Carlos – USP.

5- Bureau of Reclamation (1987) – DESIGN OF SMALL DAMS. United States Department of Interior.

6- Carvalho, L.H. (1981) – INSTRUÇÕES A SEREM OBSERVADAS

NA CONSTRUÇÃO DAS BARRAGENS DE TERRA. DNOCS – Departamento Nacional de Obras Contra as Secas. Fortaleza-CE

7- Carvalho, L.H. (1984) – CURSO DE BARRAGENS DE TERRA -

Volumes I, II, III. DNOCS - Departamento Nacional de Obras Contra as Secas. Fortaleza-CE.

8- Cruz, P.T. (1995) – 100 BARRAGENS BRASILEIRAS. Editora

Oficina de textos. 9- Cruz, P.T.; Materon, B.; Freitas, M. (2009) – BARRAGENS DE

ENROCAMENTO COM FACE DE CONCRETO. Editora Oficina de Textos.

10-Feel,R. & Fry, J.J. – INTERNAL EROSION OF DAMS AND THEIR

FOUNDATIONS. ISBN: 978-0-415-43724-0 (Hbk) – Editora Taylor & Francis Group, London, UK.

11-Gaioto, N. (2003) – INTRODUÇÃO AO PROJETO DE

BARRAGENS DE TERRA E DE ENROCAMENTO. USP - Escola de Engenharia de São Carlos - Departamento de Geotecnia.

12-Lopes, J.D.S. e Lima, F.Z. (2005) – PEQUENAS BARRAGENS DE TERRA. Editora Aprenda Fácil – Viçosa – MG.

13-Mello, V.F.B (2004) – REVISTA TÉCHNE, No 83, Fev. 2004, pgs 28-

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14-Molle, F. e Cadier, E. (1992) – MANUAL DO PEQUENO AÇUDE.

Superintendência do Desenvolvimento do Nordeste. Recife.

15-Morano, J.R. (2006) – PEQUENAS BARRAGENS DE TERRA. Edição Codasp – Companhia de desenvolvimento agrícola de São Paulo.

16-Nogueira, J.B. (2001) – ENSAIOS DE LABORATÓRIO – Apostila –

Escola de Engenharia de São Carlos – USP.

17-Pinto, C.S. (2000) – CURSO BÁSICO DE MECÂNICA DOS SOLOS – Editora Oficina de Textos.

18-Rosa, A.A.C., Henderson, R.C. e Anders, C.E.(1983) –

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19-Sayão, A. (2010) – HISTÓRIA DA ENGENHARIA GEOTÉCNICA

NO BRASIL - ABMS

20-Schnaid, F. (2000) – ENSAIOS DE CAMPO E SUAS APLICAÇÕES À ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES – Editora Oficina de Textos.

21-Schnitter, N.J. (1994) – A HISTORY OF DAMS – A. A. Balkema.

ISBN – 90.5410.1490. 22-Silveira, J.F.A. (2003)- INSTRUMENTAÇÃO E

COMPORTAMENTO DE FUNDAÇÕES DE BARRAGENS DE CONCRETO. Editora Oficina de Textos. 313pgs.

23-Silveira, J.F.A. (2006)- INSTRUMENTAÇÃO E SEGURANÇA DE

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24-SSGBAP (1983)- SIMPÓSIO SOBRE A GEOTECNIA DA BACIA

DO ALTO PARANÁ – Edição ABMS, ABGE, CBMR.

25-Vargas, M. (1977) – INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS – Editora da Universidade de São Paulo – Editora McGraw-Hill do Brasil.

QUESTÕES E EXERCÍCIOS PARA A PROVA

I – INTRODUÇÃO

1- Quais são as etapas que um projeto deve passar para se chegar a sua forma final?

II – PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES DAS BARRAGENS

1- Quais são as principais utilizações das barragens?

2- O que é uma barragem para contenção de rejeitos?

3- O que é uma barragem para contenção de cheias?

III – PRINCIPAIS TIPOS DE BARRAGENS

1- Quais são os principais tipos de barragens?

2- O que é uma barragem de terra zoneada? Quando se adota este tipo de solução?

IV – PRINCIPAIS ELEMENTOS DE UMA BARRAGEM

1- Quais são os principais elementos de uma barragem de terra?

2- Faça um desenho indicando os principais elementos de uma barragem?

IV.1- CRISTA

1- Qual deve ser a largura mínima de uma pequena barragem de terra?

2- Uma pequena barragem de terra terá 10m de altura. Segundo recomendações do Bureau of Reclamation (2002), qual deverá ser a largura mínima da crista?

3- Uma pequena barragem de terra será construída entre dois bairros de uma cidade. Haverá transito de veículos nos dois sentidos e também haverá circulação de pedestres. Faça um desenho apresentando uma seção transversal da crista, com a dimensão de todos os elementos.

4- Qual o procedimento a se adotar para o escoamento das águas de chuva que caem sobre a crista?

5- Havendo tráfego de veículos de pequeno porte sobre a crista, de baixa intensidade, como ela deverá ser construída?

6- Havendo tráfego de veículos de maior porte sobre a pista, como ela deverá ser construída?

7- Quais são as conseqüências de não se fazer um pavimento adequado ao tráfego que vai passar sobre a crista?

8- Quais as conseqüências de não se fazer um adequado sistema de drenagem na crista?

VI.2 – BORDA LIVRE

1- O que é a borda livre de uma barragem?

2- Qual o objetivo de se ter uma borda livre?

3- Para uma barragem de pequenas dimensões, qual deve ser a altura mínima da borda livre?

4- Como deve ser calculada a dimensão da borda livre de uma barragem?

5- O que é o “fetch” em uma barragem?

6- Para uma pequena barragem, com “fetch” de 2km, qual deve ser a altura mínima da borda livre, segundo Bureau of Reclamation (2002)?

7- A partir do valor da onda máxima que chega à barragem, qual deve ser o valor mínimo da borda livre?

IV.3 – TALUDES DE MONTANTE E JUSANTE

1- O que é o talude de montante de uma barragem?

2- O que é o talude de jusante de uma barragem?

3- Em um anteprojeto, que valores se podem adotar para a inclinação dos taludes de montante e jusante?

4- No projeto executivo, como devem ser definida as inclinações dos taludes de uma barragem?

5- Quais as características principais que o solo da jazida escolhida para construção do aterro, quando compactado, deve apresentar?

IV.4 – PROTEÇÃO DO TALUDE DE MONTANTE

1- Por que o talude de montante deve ser protegido?

2- Quais os principais tipos de proteção que podem ser utilizados no talude de montante?

3- O que é o “rip-rap”?

4- Para uma barragem cuja altura máxima de onda prevista é 1,0m, segundo o U.S. Corps of Engineers, qual a espessura da camada de pedra do “rip-rap”, e qual deve ser o diâmetro médio das pedras? Para esta situação qual deve ser a espessura da camada de transição sob as pedras?

5- Para a proteção do talude de montante com solo cimento, qual devem ser a largura e espessura desta camada?

6- Que tipo de solo deve ser utilizado para o solo cimento a ser usado na proteção do talude de montante?

7- Por que não se recomenda a proteção do talude de montante, com pedras rejuntadas?

8- Por que não se recomenda a proteção do talude de montante com concreto?

IV.5 – PROTEÇÃO DO TALUDE DE JUSANTE

1- Por que o talude de jusante deve ser protegido?

2- Qual a forma mais utilizada de se proteger o talude de jusante?

3- Por que não devem ser plantadas árvores no talude de jusante?

4- Em barragens de maior altura, por que devem ser construídas bermas?

5- Que recomendações para a construção de bermas devem ser seguidas?

6- Por que durante a fase de operação da barragem, devem ser feitas vistorias periódicas no talude de jusante de uma barragem?

7- Por que é importante a construção de uma cerca protegendo o talude de montante?

8- Por que é importante deixar um espaço livre no pé do talude de jusante?

9- Quais as conseqüências para o talude de jusante, se não houver um adequado sistema de drenagem na crista e também no próprio talude?

IV.6 – CORTINAS DE VEDAÇÃO

1- Qual o objetivo de se construir uma cortina de vedação sobre a barragem?

2- Quais são os principais tipos de cortina de vedação?

3- Como deve ser construída uma trincheira de vedação ou “Cut-Off”?

4- O que é o tapete impermeável e qual sua função?

IV.7 – DRENAGEM INTERNA

1- Por que se deve construir um sistema de drenagem interna na barragem?

2- Quais são os principais elementos que podem ser utilizados no sistema de drenagem interna de uma barragem?

IV.8 – DIMENSIONAMENTO DE FILTROS

1- Quais são as principais características que deve ter uma areia que vai ser utilizada como filtro?

2- Qual é o critério de Terzaghi para o dimensionamento de filtros?

3- A partir da curva granulométrica de um solo, apresente, segundo o critério de Terzaghi, a faixa de variação granulométrica do material que pode ser utilizado como filtro deste solo (Figura IV.8.3).

IV.9 – FILTRO EM CHAMINÉ

1- O que é o filtro em chaminé de uma barragem? Qual o objetivo de sua construção?

2- Como é o processo executivo do filtro em chaminé, constituído por: - lançamento e compactação de areia acompanhando o avanço da barragem de terra?

3- Como é o processo executivo do filtro em chaminé, constituído por: retroescavação do aterro?

IV.10 – FILTRO HORIZONTAL

1- Qual é o objetivo de se construir um filtro horizontal?

2- Quais as condições que um dreno horizontal deve atender, segundo Rosa(1983)?

3- O que é um filtro sanduíche e por que ele é utilizado?

IV.11 – TRANSIÇÕES

1- Com qual finalidade se utilizam transições no sistema de drenagem de uma barragem?

2- Quais as condições que os materiais utilizados nas transições devem ter?

3- Por que se utiliza uma transição entre o “rip-rap” e o maciço compactado da barragem?

IV.12- DRENO DE PÉ

1- Qual a função do dreno de pé em uma barragem?

2- Quais os materiais utilizados no dreno de pé de uma barragem?

3- Faça um desenho esquemático de um dreno de pé

IV.13 – POÇO DE ALÍVIO – TRINCHEIRA DRENATE – GALERIA DE DRENAGEM

1- O que são os poços de alívio e qual o objetivo de sua construção?

2- Onde são construídos os poços de alívio em uma barragem?

3- Quais são as indicações básicas para a construção de um poço de alívio?

4- O que é uma trincheira drenante e qual o objetivo de sua construção?

5- O que é uma galeria de drenagem e qual o objetivo de sua construção?

V – DESVIO DO RIO

1- Quais os processos que podem ser utilizados para o desvio do rio, para a construção da barragem?

2- O que é uma ensecadeira?

3- O que é uma “caixa de nível”, “monje” ou “caximbo”?

4- Faça um desenho esquemático, em planta e em corte, mostrando o desvio do rio através de uma tubulação de fundo.

4- Qual a desvantagem de se utilizar “registro à jusante”, quando se utilizar tubulação de fundo para o desvio do rio?

5- Qual o diâmetro que deve ser utilizado para uma tubulação de fundo, para uma vazão de 1m3 / seg. Com qual inclinação deve ser instalada esta tubulação?

6- Faça um desenho esquemático, em planta, mostrando o desvio do rio através de uma ensecadeira, na primeira fase de desvio.

7- Faça um desenho esquemático, em planta, mostrando o desvio do rio através de uma ensecadeira, na segunda fase de desvio.

8- Quando se adota o desvio do rio por túneis ou canais?

VI- INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS NA ÁREA DE EMPRÉSTIMO

1- Quais as principais características que um solo deve ter para ser utilizado na construção do aterro impermeável de uma barragem?

2- Quais os primeiros ensaios que devem ser realizados na pesquisa de jazidas de solo para construção da barragem, objetivando-se sua utilização em Sistemas de Classificação de Solos?

3- Definindo-se pela utilização de uma jazida, para realização do projeto executivo da barragem, quais ensaios devem ser realizados?

VI.1 – OBTENÇÃO DE AMOSTRAS NA ÁREA DE EMPRÉSTIMO

1- O que é uma amostra indeformada de solo?

2- Como pode ser obtida uma amostra indeformada de solo?

VI.2 – ENSAIOS DE GRANULOMETRIA DOS SOLOS

1- O que se obtém do ensaio de granulometria do solo?

2- Como são determinados os diâmetros da parte mais grossa do solo?

3- Como podem ser determinados os diâmetros da parte mais fina do solo?

VI.3 – ENSAIOS DE LIMITE DE LIQUIDEZ E PLASTICIDADE DOS SOLOS

1- O que é o Limite de Liquidez de um solo?

2- O que é o Limite de Plasticidade de um solo?

VI.4 – ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES FÍSICOS DO SOLO

1- Quais são os principais Índices Físicos dos solos?

2- Qual a definição de cada Índice Físico dos solos?

3- A partir de que Índices Físicos, todos os outros podem ser determinados?

4- Como pode ser determinada a Massa Específica do solo, ou Massa Específica Natural

(γ)?

5- Como pode ser determinada o Teor de Umidade (W) do solo?

6- Como pode ser determinada a Massa Específica dos Sólidos (γS)?

7- Através da cravação de um anel de 100cm3 em uma jazida, obteve-se uma amostra de solo de 160 gramas. Esta amostra de solo, após seca em estufa, passou a ter massa de 130 gramas. A massa específica dos sólidos, determinada através do ensaio do picnômetro, foi de 2.67gr/cm3. Calcule os Índices Físicos deste solo.

VI.5 – ENSAIO DE COMPACTAÇÃO

1- O que se objetiva com a compactação de um solo?

2- O que é o ensaio de compactação Proctor Normal?

3- Faça um desenho esquemático do resultado de um ensaio de compactação Proctor Normal.

4- Que parâmetros, a serem utilizados na construção do aterro, se obtém do ensaio de compactação Proctor Normal?

VII – ANÁLISE DA JAZIDA ATRAVÉS DE CLASSIFICAÇÕES DE SOLOS

1- Qual o objetivo de se classificar um solo?

2- Que classificações que podem ser utilizadas para obras de terra?

3- A análise granulométrica de um solo apresentou a porcentagem de suas partículas que passam na peneira número 4 é 60% e a porcentagem que passa na peneira 200 é 14%. O Limite de Liquidez obtido foi de 20% e o Limite de Plasticidade foi de 8%. Utilizando-se da Classificação Unificada, verifique o potencial deste solo para ser utilizado como aterro de uma barragem.

VIII – VOLUME DE ÁREA DE EMPRÉSTIMO NECESSÁRIA

1- O aterro de uma barragem com 50.000m3 deve ser construído com Massa Específica

Aparente Seca Máxima (γdmáx.) de 1,63gr/cm3. O solo da área de empréstimo tem

Massa Específica Natural (γ) de 1.65gr/cm3 e Teor de Umidade de 15%. Qual o volume

da área de empréstimo necessária para a construção dos 50.000m3 de aterro?

2- O significa, em obras de terra, o termo “empolamento”?

3- Na construção do exercício 1 anterior, quantas viagens de caminhão com 5m3 cada,

serão necessárias para a construção do aterro?

IX – LOCAL DE IMPLANTAÇÃO DA BARRAGEM

1- Que informações geotécnicas são importantes se obter no eixo da barragem e em suas proximidades?

2- O que é a sondagem de simples reconhecimento (SPT)?

3- Que informações do subsolo a sondagem SPT fornece?

X- INTRODUÇÃO AO FLUXO DE ÁGUA NOS SOLOS

1- Como pode ser determinado o Coeficiente de Permeabilidade dos solos?

2- Calcule a quantidade de água que escoa por dia (24hs) através da camada arenosa de 0,30m de espessura na fundação da barragem. Faça os cálculos considerando 1m de comprimento de barragem. O coeficiente de permeabilidade determinado em laboratório foi: k = 8 x 10-3 cm/seg. (Resposta:

Q = 270 litros/metro)

Apostila barragens feagr_2011

Environment

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