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COMITÊ BRASILEIRO DE BARRAGENS XXVII SEMINÁRIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS BELÉM – PA, 03 A 07 DE JUNHO DE 2007

XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 1

RELATO – TEMA 100 – CONSTRUÇÕES DE BARRAGENS

Augusto Roque Dias FERNANDES Engenheiro Civil, - Construtora Norberto Odebrecht S.A.

RESUMO O presente relato do Sub-Tema 100 correspondentes à construção de barragens aborda uma sinopse das melhores práticas e as metodologias mais atuais na construção de barragens. Apresenta também um resumo e comentários dos dezesseis trabalhos apresentados neste sub-tema.

ABSTRACT

The present report about the Dams’s Construction Section of Theme 100 approches the best practices and methodologies synopsis updated to dam’s construction. It also presents a summary and comments of the sixteen papers presented about this sub-theme.


1. INTRODUÇÃO

Foram apresentados para o Tema 100, particularmente no que tange à construção de Barragens um total de 16 trabalhos, todos eles enquadrados dentro do tema em questão. Destes aproximadamente 60% dos trabalhos se dedicaram aos processos construtivos, 20% à tecnologia de materiais e os demais 20% à melhoramentos e manutenção de projetos em operação. Dos 16 trabalhos apresentados 3 foram de origem estrangeira (Equador, Egito e Venezuela) e os demais trabalhos nacionais provenientes de profissionais de empresas públicas e privadas. A continuação se apresenta uma compilação do estado da arte na construção de barragens, seguido do relato com descrição sumarizada dos trabalhos.

2. MELHORES PRÁTICAS DE ENGENHARIA NA CONSTRUÇÃO DE BARRAGENS

2.1. INTRODUÇÃO

Quando fomos convidados a colaborar como relator de parte do Tema 100, particularmente no que diz respeito à construção de barragens nos sentimos confortáveis pois atuamos neste meio, colaborando com a Construtora Norberto Odebrecht S.A. que tem um vasto histórico nesta atividade. A Odebrecht tem sido várias vezes reconhecida internacionalmente por publicações especializadas como uma das primeiras no ranking das construtoras internacionais de barragens, participando de mais de 80 barragens no Brasil e no exterior perfazendo um total de 58 mil MW de potência instalada em seus projetos dos quais mais de 52 mil em hidroelétricas além de 280 Km de túneis. Este histórico nos faz orgulhar da engenharia nacional, para a qual cada um de nós, nas suas diferentes modalidades, contribuiu.

Embasados nos conhecimentos obtidos nos diferentes ambientes onde participamos e associando a experiência de várias equipes apresentamos a seguir resumidamente as melhores práticas na construção de barragens.

2.2. DIFERENTES TIPOS DE BARRAGENS

Uma barragem é uma construção destinada à retenção de líquidos e na grande maioria das vezes à acumulação de água. Sua origem é tão remota que ousamos dizer que a história não consegue estabelecer a data da primeira barragem construída, o que demonstra a grande necessidade que o ser humano tem de reservar água para os mais diferentes usos. Na Mesopotâmia, no terceiro milênio A.C., já se construíam barragens e canais para fins de irrigação.

Recentemente, já no século 19, as construções começaram a serem feitas de maneira mais sistemática, evoluindo para o grande desenvolvimento do setor no século 20.


Inicialmente os barramentos priorizavam a reservação de água para consumo humano e irrigação. Como conseqüência surgiram as primeiras tomadas dágua assim como por questões de segurança, para não perder suas obras se construíram os primeiros vertedouros. Isso nos conduz a definir algumas estruturas auxiliares dos barramentos tais como:

• Tomada dágua e condutos forçados;

• Canal de adução e canal de fuga;

• Vertedouro;

• Túneis de desvio, construção, de adução (de baixa e alta pressão) e de restituição;

• Casa de força;

• Vias de acesso e outras estruturas secundárias. Com o foco no tema principal do XVVII Seminário Brasileiro de Grandes Barragens nos concentraremos nos barramentos e mais precisamente nos cinco principais tipos de barragens modernamente mais construídos, quais sejam: Barragem de Enrocamento com Núcleo de Argila, Barragem de Enrocamento com Face de Concreto, Barragem de Gravidade em Concreto Convencional, Barragem em Concreto Compactado com Rolo – CCR e Barragem em Arco. Cabe esclarecer que não necessariamente estas alternativas de solução são categoricamente independentes e isoladas, pois em muitos casos existem combinações ou variantes das diferentes soluções.

A escolha do tipo de barragem deve ser feita considerando muitos aspectos técnicos, mas principalmente visualizando a utilização dos materiais disponíveis no local da obra. A viabilidade da solução adotada passa pela disponibilidade e distância de transporte dos materiais. Assim sempre é indispensável um bom estudo geológico-geotécnico para o projeto de uma barragem, prévio à escolha da alternativa.

No que diz respeito ao planejamento da obra é de fundamental importância o estudo detalhado da solução a ser aplicada e a compatibilização do cronograma com o regime pluviométrico e fluviométrico local. Normalmente os projetos de engenharia prevêem as principais condições e condicionamentos para a construção, tais como: origem e destino dos materiais, desvio do rio para permitir a construção do maciço principal, casa de força e outras obras; disposição e projetos das ensecadeiras de montante e jusante; acessos provisórios e definitivos etc, mas é muito importante a participação do construtor junto ao projetista durante a etapa do projeto executivo, pois poderá contribuir com as informações precisas de como as obras vão ser conduzidas. Nos contratos EPC’s esta condição é facilitada pela presença do projetista junto ao construtor e fornecedor de equipamentos eletromecânicos. Independente da modalidade do contrato o construtor deve procurar esta aproximação e trabalhar junto ao projetista com vistas ao sucesso do empreendimento.

Alguns aspectos são comuns na construção dos diferentes tipos de barragens. A seqüência executiva para a escavação da fundação das barragens em rios perenes sempre passa por uma etapa muito importante que é o desvio do rio. É necessário desviar o curso dágua para alguma estrutura que permita a escavação a seco das


fundações e isso condiciona a construção, seja de um túnel, adufa, galeria ou outra estrutura que permita ensecar o leito do rio no trecho a ser escavado. Normalmente está dimensionada para um determinado tempo de recorrência estabelecido de comum acordo entre o empreendedor, projetista, construtor e seguradora. Estes estudos, normalmente feitos pelos projetistas, devem ser analisados em conjunto com o construtor que deverá dispor dos recursos para a construção adequada e a tempo destas estruturas de desvio. O conhecimento da fluviometria do rio é fundamental. Em obras de menor envergadura pode ocorrer que a utilização do desvio se dê somente por um período úmido, o que reduz o risco, mas não o elimina, assim uma atenção especial deve ser dada no planejamento para o cumprimento desta tarefa.

FIGURA 1. – Desvio por meio de galeria à esquerda (UHE Pinalito) e por adufa incorporada ao vertedor à direita (UHE Tucuruí).

O desvio por meio de túnel requer uma atenção especial e obriga ao construtor ter equipes especializadas em escavação subterrânea. Devem ser observados todos os cuidados para garantir sua estabilidade sob o fluxo dágua e a seco.

FIGURA 2. – Vista do túnel de desvio


O projeto da escavação deve ser compatível com o corpo e natureza do barramento. Na maioria dos casos busca alcançar uma fundação em rocha, mas eventualmente esta condição não pode ser atendida e o projetista deve especificar as condições mínimas a serem alcançadas, bem como o tratamento da fundação necessário para garantir a estabilidade e estanqueidade da barragem.

Uma vez terminada a escavação das ombreiras e fundação as mesmas devem ser limpas e tratadas para receber o corpo do barramento. Nesta etapa é necessário proceder a um bom mapeamento geológico o que deve ajudar com informações para o tratamento das fundações. O tratamento da fundação, normalmente requerendo injeções, deve ser executado com extremo cuidado, por pessoal especializado. As injeções podem ser realizadas a céu aberto e eventualmente através de galerias, o que dificulta extremamente o trabalho, mas em alguns casos são inevitáveis. O planejamento das injeções deve ser conduzido com assistência do projetista que as especificou de maneira a atingir os objetivos visualizados garantindo a redução da perda dágua por infiltração, evitar o eventual carreamento de finos e garantindo a estabilidade e operacionalidade da barragem.

FIGURA 3. – A esquerda limpeza grossa de fundação. A direita limpeza fina quase toda manual, com ajuda de água sob pressão e ar comprimido.

Como parte do tratamento deverá ser executado o concreto dental que eliminará as irregularidades da fundação e ombreiras permitindo que o aterro sobre as mesmas não deixe vazios e permita uma boa compactação. Como a construção de barragens requer grande movimentação de materiais o planejamento de escavação e transporte de materiais é fundamental. A depender das quantidades e distâncias de transporte a escolha dos equipamentos de transporte pode variar de simples caminhões basculantes convencionais a transporte por correias transportadoras, passando por motoscrapers, caminhões fora de estrada ou outros intermediários ou especializados. No caso de pequenos volumes em grandes distâncias, algumas vezes circulando por vias existentes o uso de caminhões convencionais é adequado, entretanto quando a jazida está suficientemente próxima, a utilização de correias transportadoras pode ser a solução mais interessante. O uso de caminhões especializados para rocha (com caçambas reforçadas e sem tampa traseira), para argila (com cantos arredondados e revestidos com material antiaderente) ou para solo em geral beneficiará a produtividade.

A escolha e o dimensionamento correto dos equipamentos de escavação, transporte, espalhamento e compactação é fundamental para o sucesso dos


trabalhos. Para tal é indispensável que se tenha um detalhamento das quantidades dos trabalhos por cada etapa de construção, devendo ser definido através de uma curva cota volume das diferentes atividades (aterro em solo, argila de núcleo, enrocamento, filtros etc), de maneira a permitir projetar os acessos dos equipamentos a cada nível dos trabalhos no corpo da barragem com rampas compatíveis.

FIGURA 4. – Vista da Barragem de Irapé. Observa-se a construção dos acessos para os diferentes níveis da barragem.

A continuação apresentamos os aspectos julgados mais importantes na construção dos cinco principais tipos de barragens. 2.2.1. Barragem de Enrocamento com Núcleo de Argila

A barragem de enrocamento com núcleo de Argila se caracteriza por utilizar a argila como material de vedação e o enrocamento com a função de dar estabilidade ao corpo do barramento como um todo. O fato do enrocamento ter maior ângulo de atrito e normalmente boas condições de ser trabalhado permite diminuir as quantidades de materiais se comparadas a barragens de terra. Os taludes do núcleo argiloso podem ser mais verticais porque são executados concomitantemente aos espaldares de montante e jusante, mantendo-se estável nesta condição.

Neste tipo de solução é muito importante a disponibilidade dos materiais nas proximidades do local do barramento. A existência de material disponível de escavações obrigatórias das outras estruturas tais como canal de aproximação, vertedouro, tomada, dágua, acessos etc, conduz a esta solução permitindo o adequado balanceamento de materiais.

Condições particulares da topografia, disponibilidade de materiais, geologia da fundação e ombreiras condicionam o projeto do barramento.


FIGURA 5. – No quadro superior, seção típica da Barragem de Praia Grande, uma barragem de zoneamento simples e ensecadeira de montante incorporada. No quadro inferior, seção Típica da Barragem Dona Francisca com zoneamento bastante complexo. Em ambos os casos observa-se a diferença de taludes

externos e do maciço impermeável. Para a boa execução do corpo da barragem é importante ter todos os materiais previamente ensaiados, quantificados e com estudos de compactação bem elaborados. Sempre que possível a execução de aterros experimentais deve ser feita. Isto vai garantir que durante a execução dos aterros os diferentes graus de compactação vão ser atendidos, que os materiais para os filtros e transições estarão compatíveis e que os corpo do aterro da barragem possa subir por igual, de maneira a garantir a boa execução dos trabalhos.


FIGURA 6. – UHE Irapé - Execução do corpo da barragem subindo simultaneamente, enrocamento, núcleo argiloso, transições, filtro e riprap. Observa-

se à esquerda o detalhe do lançamento simultâneo do filtro de areia e transições com ajuda de uma “arataca”, dispositivo que garante a boa distribuição dos

diferentes materiais com as dimensões projetadas e evitando a contaminação dos mesmos.

Alguns outros pontos complementares ao corpo da barragem importantes devem ser destacados e observados durante a construção, tais como: instrumentação, proteção de taludes, dreno de pé etc. 2.2.2. Barragem de Enrocamento com Face de Concreto

O desenvolvimento das BEFC’s teve início na Califórnia no final da década de 30. Esta tecnologia foi adotada na Austrália, seguindo, então, para a América do Sul, principalmente Colômbia e Brasil, e desde o início dos anos 90 tem tido grande contribuição da China, onde a construção de BEFC’s com o emprego das modernas técnicas de compactação dos enrocamentos iniciou-se em 1985, com a barragem de Xibeikou, de 95 m de altura. Até o final de 1999, mais de 40 barragens do tipo enrocamento com face de concreto haviam sido concluídas na China e mais de 30 se encontravam em construção. Entre elas 12 obras com altura superior a 100 m, incluindo Tianshenqiao I (TSQ I), com 178 m de altura, concluída em 2000.


ENROCAMENTO LANÇADO

MACIÇO ROCHOSOCORTINA DE INJEÇÃO

GRANDES BLOCOS

O ÂNGULO DEPENDE DA ALTURA DA BARRAGEMQUALIDADE DA ROCHA E GRANULOMETRIADO ENROCAMENTO

3A

3B3C

2

1B1A

FACE DE CONCRETO

Zona Descrição Zona Descrição

1A Solo não coesivo 3A Enrocamento fino selecionado1B Material não selecionado 3B Enrocamento em camadas de 0,80 a 1,0 m2 Transição de rocha processada 3C Enrocamento em camadas de 1,5 a 2,0 m

FIGURA 7. – Zoneamento típico de uma barragem de enrocamento com face de concreto

A barragem da U.H.E. de Foz do Areia, foi a primeira deste tipo a ser construída no Brasil. Atualmente já existem construídas e em construção várias barragens com mais de 180 m de altura, entre elas Campos Novos (2005) com 196 m e Barra Grande (2005) com 189 m, ambas no Brasil e estudos deste tipo de obra com mais de de 220 m, o que representa um aumento considerável na altura máxima, já é uma realidade. A seguir se apresenta um resumo das principais características das barragens de enrocamento com face de concreto construídas no Brasil.

Foz do Areia Segredo Xingó Itá Machadinho Itapebí Quebra Queixo

Campos Novos

Barra Grande

Altura (m) 160 145 140 125 125 121 75 196 189

Ano de Conclusão 1980 1993 1994 1999 2001 2003 2003 2006 2005

Litologia Basalto Basalto Granito Basalto Basalto Granito/

Gneiss Basalto Basalto Basalto

Espessura da Camada (m) 0.80 0.80 1.00 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80

Enrocamento Principal

Montante do eixo

1/3 à montante

1/2,5 à montante

1/3 à montante

1/3 à montante

1/3 à montante

1/3 à montante

1/3 à montante

Molhagem 250 l/m³ 250 l/m³ 150 l/m³ 100 l/m³ 100 l/m³ 100 l/m³ 200 l/m³

Taludes [V:H] (1:X)

M: 1.4 J: 1.4

M: 1.3 J: 1.4

M: 1.4 J: 1.3

M: 1.3 J: 1.2

M: 1.3 J: 1.2

M: 1.25 J: 1.3/1.2

M: 1.25 J: 1.2

M: 1.3 J: 1.2

Espessura da Laje [0.30 +] (m) 0,0035H 0,0035H 0,0034H 0,0020H 0,0020H 0,0020H 0,0020H 0,0030H

Armadura (%)

V: 0.4 H: 0.4

V: 0.4 H: 0.3

V: 0.4 H: 0.4

V: 0.4 H: 0.3

V: 0.35 H: 0.35

V: 0.4 H: 0.3

V: 0.4 H: 0.3

V: 0.4 H: 0.4

Muro Crista à Jusante Não Não Não Não Sim Sim Não Sim

TABELA 1. Principais características das BEFC’s construídas no Brasil

Uma das vantagens da barragem de enrocamento é a possibilidade de que a mesma seja galgada pelo rio durante a sua construção, desde que isto tenha sido previsto e que se tenham tomado todas as providências para tal. No Brasil esta


solução foi adotada na barragem de Xingó, mas na prática não se deu o galgamento estimado em 11.800 m3/s para um período de recorrência de 180 anos. De qualquer modo o planejamento deve considerar a estratégia de desvio a ser implementada. Nas BEFC’s é necessária a construção de um plinto de concreto na fundação da barragem. Este plinto é o “apoio” da face de concreto do espaldar de montante e define exatamente a geometria desta face. Os trabalhos de escavação para o plinto pode ser executado nas ombreiras até certa altura, antes do desvio do rio de maneira a antecipar prazos, mas isto está condicionado às condições topográficas do vale, caso não seja possível está se dará a medida em que o aterro do corpo da barragem avança. Para a concretagem do plinto é fundamental a implantação de caminhos de acesso aos pontos estratégicos, de maneira a permitir o acesso a equipamentos de transporte e descarga de concreto, forma, aço etc. Normalmente os projetos para este tipo de barragem indicam a execução de injeções de consolidação e cortina impermeabilizante sob o plinto que está no limite a montante do corpo da barragem.O trabalho de injeção pode ser executado antes da concretagem do mesmo, e isto deve ser levado em conta no planejamento transformando atividades normalmente seqüenciais em atividades paralelas beneficiando o prazo de construção. A execução das ancoragens do plinto à rocha de fundação normalmente é realizada antes da concretagem do mesmo, preferencialmente depois da concretagem do concreto de regularização. A concretagem do plinto pode ser feito com formas temporariamente fixas ou com formas deslizantes e isto deve ser levando em conta considerando a geometria do vale. Se existes trechos planos razoavelmente grandes se justifica a utilização de formas deslizantes, caso contrário se usam formas convencionais.

FIGURA 8. – À esquerda execução do plinto com forma convencional (UHE Itá) e à direita com forma deslizante (UHE Itapebi).

O lançamento do enrocamento é executado em camadas cujo zoneamento, espessura e granulomentria são determinados nos documentos técnicos do projeto.


Na definição destes dados são levados em conta o emprego econômico dos materiais disponíveis atendendo a um balanço conveniente dos mesmos. A Zona 2 (ver fig. 7), sendo a zona de suporte da laje da face de concreto tem características particulares e deve ter um material semi-permeável com coeficiente de permeabilidade entre 10-3 a 10-4 cm/s, não erodível e com elevado módulo de compressobilidade. A utilização de materiais processados deve ser evitado, sempre que possível, uma vez que oneram o empreendimento, mas sua obtenção em condições naturais é bastante rara. A utilização de rocha meteorizada, simplesmente selecionada or “grizzly” é um processamento relativamente econômico e foi empregado na construção de Xingó. A rocha triturada e com adição de finos (passantes na peneira #4) é, sem dúvida o melhor material para este tipo de construção pela facilidade do seu lançamento, espalhamento e compactação, mas tem seu custo muito elevado, assim sua especificação deve ser restrita aos casos em que não se encontrem outras alternativas mais atrativas. Prévio ao lançamento do material nesta zona deve-se ser definidos os parâmetros de compactação num aterro experimental. Normalmente a compactação é efetuada em camadas de 30 cm para cascalhos e 50 cm para enrocamento, com 2 a 4 passadas de rolo liso vibratório com ou sem vibração dependendo das condições particulares de cada material. Para que se obtenha boa qualidade e evitar sobre largura deste material mais nobre, a Zona 2 deve ser executada depois da Zona 3A. Por tratar-se de aterro na extremidade do maciço o material não está confinado e as condições de compactação não são as adequadas. Normalmente o procedimento utilizado é fazer um sobrelargura no lançamento do material, compacta-lo e, posteriormente, depois de aproximadamente 6,00 m de lançamento (ainda sob o alcance do braço de uma retroescavadeira) retirar o material excedente, conformando o talude e compactando transversalmente com um rolo vibratório tracionado à partir do topo do aterro (processo conhecido como “iô-iô”) ou por meio de placas vibratórias. Esta prática tem como inconvenientes a paralisação normal do lançamento do aterro, a eventual perda de material nobre e a dificuldade de execução. Como alternativa para minimizar tais inconvenientes, a CBPO/CNO desenvolveu o Método Itá que consiste em executar uma mureta de concreto com baixo teor de cimento moldada por extrusão no alinhamento do talude, sob a futura laje da face, propiciando o alinhamento e confinamento necessário para uma perfeita compactação. Desde então o Método Itá tem sido especificado em diversos projetos no Brasil e exterior. Esta tecnologia também traz grandes vantagens no momento da execução da face de concreto quanto a colocação das armaduras, vedajuntas e lançamento do concreto.


FIGURA 9. – À esquerda, compactação em talude com rolo compactador tracionado (UHE Foz do Areia). À direita, execução da mureta de concreto

extrudado (UHE Itá). O corpo principal da barragem aqui definido como Zona 3, normalmente é dividido em pelo menos duas zonas: uma de transição (Zona 3A - entre o maciço principal e a Zona 2) e o maciço principal. Na maioria dos casos para permitir um melhor aproveitamento dos materiais a Zona 3 é dividido em mais sub-zonas que basicamente se diferenciam pela granulometria e espessura de camadas aceitáveis. O material especificado para a Zona 3A é normalmente mais fino e compactado com a mesma espessura que os da Zona 2, podem ser materiais selecionados de escavações obrigatórias ou jazidas, ou ainda material processado em peneira fixa. Quanto as demais subzonas são materiais graúdos e concentrando-se na Zona 3A aqueles de melhor qualidade, pois compõe o corpo principal da barragem cobrindo, normalmente, pelo menos o terço de montante. O material de grandes blocos, mas aceitando-se certo grau de intemperismo são normalmente localizados mais a jusante. A seleção e dimensionamento dos equipamentos para o transporte, lançamento, irrigação de água e compactação deve considerar o tipo e dimensão dos blocos de rocha, a largura da praça em cada cota, os caminhos de acesso etc. Sempre que possível deve ser buscada a solução de água por gravidade para irrigação na praça. A concretagem da laje da face pode ser feita em várias etapas, dependendo das condições particulares de cada caso. Normalmente se procede fazendo painéis de arranque que estabelecem uma base horizontal por painel para o concreto deslizado a partir daí. São panos trapezoidais de laje a partir do plinto e deixam uma junta horizontal no seu lado superior. Como é necessário a utilização de uma área da praça de trabalho no maciço já construído, a concretagem dos painéis da face de concreto interrompe a subida normal do aterro. No caso de grandes extensões de barragens é possível subdividir a praça de trabalho do lançamento do enrocamento e trabalhar simultaneamente, mas em muitos casos isto não é prático, uma das razões pelas quais se evita fazer muitas etapas de concretagem da face.


FIGURA 10. – À esquerda vista do arranque das lajes da face (Antamina – Peru), ao centro aplicação de malha de armadura pré-montada (UHE Itapebi)onde se

observa a ocupação de grande parte da praça por materiais e equipamentos e à direita concretagem da laje da face com forma deslizante (UHE Itá).

É de extrema importância o planejamento das atividades de concretagem da face levando em conta todos os aspectos tais como: fabricação e instalação das juntas entre painéis (normalmente de cobre); fabricação, instalação e operação das formas deslizantes; estudos de traços de concreto compatíveis com as condições de lançamento, que normalmente é feito por meio de calhas lisas descarregando diretamente dos caminhões localizados na praça ou crista da barragem caso seja feita em etapas ou em uma só etapa e cura. Todos os detalhes de acesso ao pessoal e equipamentos para a instalação das juntas, da malha de aço e para o lançamento do concreto devem estar previstos considerando escadas de acesso, dispositivos especiais para transporte das malhas, carro sobre pneus acionado por guinchos para transporte de pessoal e materiais guindastes etc. Normalmente a face termina em um parapeito no topo da barragem o que pode ser feito moldado “in loco” ou pré-moldados o que reduz substancialmente o prazo.

FIGURA 11. – À esquerda vista do deslizamento da face da UHE Pichi-Picun-Leufu (Argentina) em uma única etapa, ao centro vista frontal do deslizamento da face da

UHE Itá e à direita execução de parapeito pré-fabricado na UHE Itapebí. 2.2.3. Barragem de Gravidade em Concreto Convencional

São denominadas de gravidade as barragens que têm sua estabilidade garantida principalmente pelos esforços de gravidade, ou seja, seu peso próprio. Geralmente são empregadas no barramento de rios encaixados em vales estreitos ou gargantas/canyons e compondo arranjos de barragens mistas de concreto e terra, nos encontros/abraços e ligações entre tomada de água e vertedouro.


Normalmente usa-se uma seção transversal triangular e na parte superior, no coroamento, uma seção retangular. O paramento de montante pode ser vertical ou contar com uma inclinação mínima a partir de determinada altura, alargando a base da barragem. O paramento de jusante tem uma inclinação da ordem de 0,6 a 0,8 (H): 1 (V).

FIGURA 12. – Seção Típica de uma Barragem de Gravidade

Uma barragem de gravidade é uma estrutura de concreto massivo, sem armaduras, formando um bloco monolítico. As estruturas devem ser sempre assentadas em rochas com adequadas características mecânicas para suportar a carga vertical e conferir estabilidade contra esforços de cisalhamento e deslizamento. Cuidados especiais devem ser tomados, na fase de elaboração do projeto executivo, com a definição da classe do concreto e diâmetro máximo do agregado a ser aplicado no traço do concreto que irá “envolver as galerias de drenagens”, tudo isto aliado a efetiva aplicação dos procedimentos básicos, da boa técnica, de lançamento e vibração do concreto, visando criar uma massa de concreta suficientemente coesa e homogênea, que garanta a estanqueidade, principalmente do paramento de montante da barragem. Caso a estanqueidade do concreto não atenda adequadamente, reparos com produtos à base de epóxi, poliuretano e injeções de calda de cimento serão necessários, onerando substancialmente o custo da obra. A ocorrência de fissuras e trincas no concreto é indesejável, pois estas aparecendo em posições aleatórias podem destruir a monoliticidade da estrutura, prejudicando sua forma de trabalho e levando a uma deterioração precoce do concreto. Assim,


devem ser instaladas juntas nas barragens de concreto massa, em locais tais que, devidamente projetadas, substituam, na prática, as fissuras e possam ser adequadamente controladas e tratadas. Os principais tipos de juntas usados em barragens de gravidade de concreto são juntas de contração, de dilatação e de construção. As juntas de contração e dilatação são projetadas para acomodar variações volumétricas que ocorrem na estrutura após o lançamento do concreto. As juntas de contração são previstas para prevenir a formação de fissuras provocadas pelas tensões que normalmente existem durante o “encolhimento” (contração) da massa de concreto, devido ao seu resfriamento, subseqüente às primeiras idades do concreto, em que grande quantidade de calor é liberada pelas reações químicas do cimento. Já as juntas de dilatação existem para permitir, ao contrário do caso anterior, a expansão volumétrica da estrutura por aumento da temperatura ambiente. Esta “liberdade” de movimentação é fundamental para que não haja tensões excessivas no concreto ou o prejuízo da unidade estrutural adjacente. Juntas de construção são projetadas, basicamente, para facilitar a construção, e secundariamente para reduzir as tensões iniciais provenientes do “encolhimento” e para permitir a execução de outra etapa de construção, bem como, tirar proveito do máximo alcance/rendimento dos equipamentos de apoio, tipo guindastes, braços lançadores de concreto e creter cranes( guindastes de pneus com correias transportadoras adaptadas para lançamento de concreto). Definidas as juntas de contração, tanto longitudinais quanto transversais, têm-se definidos blocos e a construção da barragem consistirá na colocação de uma série blocos adjacentes, colunares. Cada bloco trabalhará com liberdade para variar de volume, sem restrição com relação ao seu adjacente. A prática corrente, então, é dividir a barragem em blocos, tomando-se por base o seu eixo longitudinal (sentido transversal ao fluxo do rio), com larguras da ordem de 15 a 20 m, cada. A divisão é feita usando-se juntas verticais, transversais, de contração que devem ser estendidas da rocha de fundação até a crista. As juntas são fechadas à montante por vedações de borracha, tipo Fugenband. Secundariamente, o sistema de blocos serve também para o estabelecimento de etapas de construção bem definidas e planejadas de acordo com a capacidade de produção (centrais de concreto/sistemas de transporte, lançamento e adensamento dos concretos). Verticalmente, devem-se planejar as alturas das camadas, em função do cronograma executivo, das formas a serem usadas, das condições de dissipação de calor, do volume da camada e capacidades de produção. Dependendo das dimensões da estrutura pode ser necessário utilizar também juntas de contração longitudinais. As juntas de contração sempre devem ser construídas sem que haja qualquer amarração entre os blocos. Eventuais armaduras não podem de forma alguma ultrapassar a junta.


Nas juntas transversais em diversas situações são usadas “chaves” ou “chavetas”- são baixos ou altos relevos deixados nas juntas, por formas especialmente projetadas e posicionadas. Sua função primordial é aumentar a resistência ao cisalhamento entre os blocos. Adicionalmente, as chaves servem para minimizar a percolação de água pelas juntas transversais, pois aumentam a distância a ser percorrida pela água que infiltra e formam uma série de estrangulamentos, nos quais vai se formando uma selagem das juntas pela deposição de minerais do concreto. Do ponto de vista construtivo supondo-se que a área de implantação da estrutura já esteja ensecada, concluída a escavação e feito o tratamento da fundação a seqüência executiva deverá contemplar o seguinte:

- A depender do projeto, pode ser executada uma rede de drenagem, composta de meias canas assentes sobre a rocha, de forma a encaminhar a água para fora da estrutura, em direção à jusante; após esta etapa é conveniente efetuar as concretagens de regularização ( ganhar a fundação), pois além de possibilitar a criação de áreas de apoio para estocagens de formas,pré-armações etc, possibilita a rápida retomada das atividades, nestas áreas,quando necessário, inclusive as injeções impermeabilização. - Para eliminar pressões dentro da rocha e entre a rocha e o fundo da estrutura são executados furos de drenagem que desembocam em uma galeria, situada na porção de montante. Esta galeria, a mais próxima das cotas inferiores da estrutura, também é usada para a execução de furos de injeção verticais ou inclinados, formando uma cortina. As injeções têm a finalidade de diminuir a permeabilidade e não a de proporcionar a consolidação da rocha. Alternativamente, as injeções podem ser feitas imediatamente a montante da estrutura, externamente à estrutura; - Após todas as providências de preparo das fundações feita a marcação topográfica, inicia-se o posicionamento de formas metálicas ou de madeira para a execução dos blocos de concreto massivo; - Os blocos são executados de acordo com um planejamento prévio e em ordem tal, saltando-se o adjacente e concretando-se o seguinte. Esta providência, além de facilitar o aspecto construtivo serve também para a dissipação do calor gerado pelo concreto em especial nas primeiras idades. É de fundamental importância um acurado estudo térmico da massa de concreto, visando controlar sua temperatura, minimizando as fissuras. O estudo contemplará o pré- resfriamento do concreto e eventualmente o pós- resfriamento também; - Após concretagem do bloco, depois de atingida certa resistência do concreto (aproximadamente 10- 12 horas depois do término da concretagem), procede-se, preferencialmente, ao “corte verde” que promoverá a rugosidade necessária à aderência do concreto da camada a ser superposta. O corte verde consiste do uso de água a alta pressão que, projetada sobre o concreto, escarifica a superfície, retirando as partículas soltas e grãos, deixando à mostra o agregado grosso, em forma viva. Caso não seja possível a realização do “corte verde”, deverá ser empregado o corte do concreto, remoção apenas da película superficial, com jato de água a alta presão( water blaster);


- Em seguida deve-se promover a cura do concreto, que pode ser com água, química ou com areia molhada sobre o bloco. Sempre que possível deve-se optar pelo uso de água em abundância. O que normalmente se faz é, no perímetro do bloco, construir uma “parede” de, por exemplo, tijolos de aproximadamente 10 cm de altura e inundar de água por 5-7 dias, formando uma piscina. Este é o método mais barato e mais efetivo também; - O bloco adjacente pode ter seus preparativos iniciados tão logo se retirem as formas laterais. Posicionam-se as formas, que devem ser fixadas e alinhadas topograficamente. Em seguida faz-se a limpeza interna e lança-se o concreto; - Depois do período de cura, o bloco é limpo e pode-se começar a preparar a execução da camada superior, seguindo-se a seqüência do item anterior.

É sempre necessário um cuidadoso planejamento das etapas construtivas, desde as escavações de material comum e rocha, lançamento de concreto até as liberações de áreas de apoio as montagens eletro-mecânicas quando necessárias. Os guindastes e equipamentos de apoios são fundamentais para a execução desta modalidade de barragem, devendo dar ênfase na escolha de guindastes tipo torre ( grua) ou quando possível a solução com cabo aéreo, pois guindastes móveis são mais caros e limitados, uma vez que, quanto mais elevam-se as estruturas, mais extensão de lança necessitam e consequentemente, menos carga de concreto suportam.

Logo no início, nas primeiras camadas, é possível o lançamento direto, isto é, a entrada efetiva dos transportadores de concreto dentro do bloco, dispensando o uso de equipamentos de apoio. Bastando para tanto fazer uso de rampas em solo( aterro).

Para levantamento de formas o usual e mais econômico é a utilização de empilhadeiras e quindastes móveis de 15 a 20 t, içados pelos guindastes elétricos de maior capacidade, para dentro e fora dos blocos.

FIGURA 13. – Disposição de Equipamentos de Transporte e Lançamento de Concreto em uma Barragem de Gravidade (ref Huites – México)

Os cuidados com o lançamento e adensamento do concreto são muito importantes, pois garantem a homogeneidade, reduz a permeabilidade da massa de concreto e diminuem os retrabalhos com reparos.


No caso particular da Barragem de Huites dadas as condições particulares foram usados guindastes, tower belts, correias transportadores para o transporte do concreto e baterias de vibradores montados sobre equipamentos hidráulicos para garantir o perfeito adensamento do concreto.

FIGURA 14. – Detalhe de Equipamentos de Transporte e Lançamento de Concreto (Barragem de Huites – México)

2.2.4. Barragem em Concreto Compactado com Rolo – CCR

Assim como as barragens denominadas de gravidade, as Barragens de Concreto Compactado com Rolo CCR têm sua estabilidade garantida principalmente pelos esforços de gravidade, ou seja, seu peso próprio, e também são empregadas em vales estreitos ou canyons e também complementando outras estruturas de barragens mistas de concreto e terra, nos encontros e ligações entre tomada de água e vertedouro etc. O termo “Concreto Compactado com Rolo – CCR” refere-se a uma técnica de construção de barragens de gravidade que combina as vantagens dos processos construtivos de terraplenagem com as propriedades do concreto tais como resistência e durabilidade. As primeiras aplicações do CCR ocorreram no Reino Unido na década de quarenta como base de pavimento, posteriormente a técnica foi empregada em algumas obras hidráulicas e finalmente, nos anos oitenta o CCR generalizou-se no mundo, destacando-se como pioneiras as barragens de Shimajigawa no Japão e Willow Creek nos EUA. No Brasil a técnica foi definitivamente estabelecida em 1986, com a construção da Barragem de Saco de Nova Olinda pela Odebrecht.


FIGURA 15. – À esquerda Barragem de Willow Creek com 52 m. de altura e à direita a Barragem de Saco de Nova Olinda com 56 m. a primeira barragem de

CCR da América do Sul.

Desde então a Odebrecht vem construindo várias barragens em CCR destacando-se a construção da Barragem de Capanda em Angola, com 110 m. de altura, no início dos anos 90 e a Barragem de Miel I na Colômbia concluída em 2002 até hoje considerada a mais alta do mundo com 192 m. de altura.

FIGURA 15. – À esquerda Barragem de Miel I e à direita a Barragem de Capanda Quanto aos métodos construtivos a tecnologia de concreto rolado introduziu uma mudança de parâmetros no dimensionamento dos equipamentos que controlam lançamento de concreto, seja no volume por hora lançado sejam pelas produções das centrais de britagem e concreto.

O arranjo e localização das plantas de produção devem ser determinados de modo a minimizar o gasto global de transporte de rocha bruta, agregados e concreto. O dimensionamento dos equipamentos para a produção de agregados e concreto para atender a uma obra de CCR é função direta do cronograma. A metodologia de lançamento e compactação permite grandes produções e as plantas devem atender às demandas destes materiais. Uma grande obra de CCR pode atingir mais de 100.000 m3 por mês e deve-se buscar estruturas limpas com a menor interferência de embutidos, galerias etc.


FIGURA 16. – Instalações de Britagem e Concreto da Barragem de Miel I. Numa obra como Miel I onde a produção de concreto atingiu 150.000m3 por mês é necessário uma central de britagem com cerca de 600 t/h. O transporte do concreto para o lançamento na praça é normalmente feito por caminhões caçamba devido a sua grande flexibilidade, mas requer acesso aos diversos níveis da barragem. Em praças grandes é comum a utilização de caminhões “trucados” com capacidade para 10 m3, mas em situações mais limitadas o emprego de caminhões “toco” é adequada e econômica, assim uma situação mista, dependendo do nível da barragem não é rara. No caso do transporte por caminhões é sempre necessária a limpeza dos pneus com ar comprimido e água antes do ingresso à área de descarga.

FIGURA 17. - Diferentes modalidades de transporte por caminhões e o cuidado da limpeza dos pneus ao entrar na área de lançamento.

No caso de obras com grandes volumes sob elevado ritmo de construção a utilização de correias transportadoras com distribuição com “Crawler Placer” ou misto com caminhões é recomendável. A mobilidade das correias deve ser estudada cuidadosamente e podem ser empregados diferentes métodos com auxílio de guindastes para mover as correias a medida em que a praça de lançamento vai subindo. Na Barragem de Olivenhain (USA) foram lançados 225.125 m3 por mês com a ajuda de correias transportadoras e caminhões fora de estrada, em Rialb (Espanha) empregou-se o transporte totalmente por correias com distribuição na praça com “Crawler Placer” e em Miel I (Colômbia) foram usadas sete correias num total de 1 Km, um “Tower Crane” com capacidade de 3.300 tm e um “Crawer Placer” para 600 m3/h.


FIGURA 18. - Transporte Misto por Correia a Caminhões - Olivenhain (USA)

FIGURA 19. - Transporte por Correia e “Crawler Placer - Rialb (Espanha)

FIGURA 20. - Transporte por Correias com “Tower Crane” e “Crawler Placer” -

Miel I (Colômbia)


A utilização de transporte por gravidade é econômica, mas nem sempre possível. A central de concreto tem que estar em cota acima da barragem e bastante próxima. O transporte se faz por meio de chutes com alguns cuidados especiais como a colocação de dissipadores de energia para evitar a segregação do concreto.

O processo de aplicação do CCR é bastante simples, mas exige treinamento da equipe e cuidados quanto ao intervalo de tempo entre camadas, colocação do concreto de face junto à forma de montante, colocação do concreto de berço e juntas para garantir a estaqueidade.

Para a compactação do CCR, os rolos lisos vibratórios em tandem são os mais indicados, entretanto rolos de tambor simples também são empregados com sucesso, como em Cana Rava, Itapebí, Picada e muitas outras obras.

FIGURA 21. - Compactação com rolo tandem em Nova Olinda (E) e Miel I (D) A praça de lançamento deve ser acompanhada por um Inspetor de Qualidade evitando que falhas detectadas não sejam prontamente corrigidas. O maior problema costuma ser a segregação. Se os agregados forem homogêneos, as causas geralmente são falhas de dosagem na central ou desagregação no transporte, na maioria das vezes em pontos de transferência em correias ou chutes. Devido a velocidade de lançamento e compactação o controle de densidade costuma ser feito com densímetros nucleares de haste simples ou dupla.

A extração de testemunhos é um meio eficaz para qualificar e quantificar as propriedades da estrutura. Além dos diversos ensaios com as amostras extraídas, como densidade, resistência e propriedades elásticas, os furos permitem medir a permeabilidade do maciço ao longo das diversas camadas amostradas.


FIGURA 22. - Extração de testemunhos em Miel I (E) e testemunhos extraídos em Cana Brava (D)

É importante observar que os detalhes de forma, formação de galerias e acabamentos em geral devem ser planejados e levados a cabo com muito cuidado pois garantirão a qualidade e o custo adequado do projeto. 2.2.5. Barragem em Arco

As barragens em arco podem ser basicamente: Barragem em Arco em concreto convencional. É alternativa para sítios com relação comprimento/altura menor que 6. A redução de volume comparada a barragem de gravidade convencional dependerá da relação acima e pode chegar a 35%. Barragem em Duplo Arco em concreto convencional É alternativa para sítios estreitos, com relação comprimento/altura menor que 3. Exige boas condições geológicas e leva a redução de volume da ordem de 50% a 55% em relação a barragem gravidade convencional. É necessário um concreto mais rico e o prazo de execução é maior que os para as barragens gravidade. Permite sistemas de desvios mais curtos. A Barragem em Arco com Dupla Curvatura, é alternativa a ser construída em vales estreitos, com geologia de boa qualidade. Por suas características técnicas é dentre todas as alternativas, a que requer o menor volume de concreto. Sua estrutura é em concreto massa, não armado, em blocos com largura da base aproximadamente igual a 25% da altura e distância entre juntas de aproximadamente 18 metros. A sua geometria é complexa e a dupla curvatura é utilizada para otimizar a distribuição dos esforços, limitando ao máximo as zonas de tração e minimizando o volume de concreto. Muitas barragens de gravidade têm uma ligeira curvatura em planta, não só porque muitas vezes é exigida pela topografia local, mas também é projetada com a finalidade de provocar pressões tangenciais no arco, sob o efeito da pressão d’água do reservatório, de tal forma que possam compensar a retração do concreto.


O arco é apoiado contra as encostas do vale e é obvio que estas devem, portanto, ser constituídas de uma rocha sã e firme. O preparo das fundações, é executado de acordo com as normas usuais para estruturas de concreto e são realizados antes do lançamento das primeiras camadas. O tratamento das fundações consiste em injeção de consolidação e cortina de vedação. Como conseqüência das maiores solicitações das fundações típicas de Barragem em Arco, estes tratamentos são mais extensos e mais criteriosos. São executados a partir de redes de galerias escavadas nas ombreiras. Estas galerias são executadas durante a fase de escavação das ombreiras e os serviços de injeção devem prosseguir paralelamente sem causar interferência com as atividades de execução do concreto da Barragem. O programa de injeção de consolidação deverá ser o mínimo necessário para evitar a percolação de água. A consolidação é executada com profundidade entre 6 e 15 metros, dependendo das condições do local. A cortina de injeção normalmente é executada com o uso de altas pressões e a grandes profundidades. A profundidade depende das características da fundação, mas varia tipicamente entre 30% a 70% da carga hidráulica. A fim de permitir altas pressões, a cortina de injeção é usualmente executada a partir da galeria de fundação da Barragem, ou do topo de concreto parcialmente lançado. No caso de se poder usar baixas pressões na parte superior da cortina, ela pode ser executada a partir da fundação, antes do lançamento de concreto e complementada por segmentos menores a partir da galeria, para complementar a conexão da Barragem à cortina. A cortina pode ser executada em túneis ou galerias ao longo dos encontros.

Quando da conclusão das escavações obrigatórias do leito do rio, deverão estar concluídas as instalações industriais para produção do concreto e todo o sistema de transporte e lançamento. As concretagens são executadas em camadas sucessivas com altura de 2 a 3 metros de altura. O concreto é lançado, na maioria dos projetos, por meio de cabo aéreo, com capacidade da ordem de 27 toneladas para permitir a utilização de caçambas de 9 m3. Com o uso de cabos aéreos é sempre conveniente a implantação das centrais de concreto próximo à crista da barragem. Como se trata de grandes massas de concreto o controle térmico é fundamental. O concreto precisa ser pré-refrigerado e costuma-se reduzir a temperatura de lançamento a cerca de 18 graus Celsius. Também é comum a previsão de serpentinas de água gelada imersas no concreto a aproximadamente cada três metros para promover o pós-resfriamento e dissipar o calor de hidratação liberado durante a cura do concreto. Os blocos são executados pelo sistema de líderes e seguidores (par /impar) e o ritmo de lançamento das camadas é de 2 a 3 camadas e excepcionalmente 4 camadas por mês, dependendo da capacidade das instalações de produção de transporte e lançamento do concreto.


As juntas verticais entre os blocos, são normalmente providas de chaves para aumentar a resistência ao cisalhamento entre estes e normalmente são injetadas após o resfriamento do corpo da barragem, abaixo da temperatura mínima ambiente e é feita por células (fases), de acordo com o avanço da concretagem. Apesar da Barragem em duplo arco ter a geometria com curvas em planta e seções, as formas usadas em sua construção são planas. Os comprimentos dos segmentos correspondem ao comprimento dos painéis de forma.

FIGURA 23. – À esquerda foto da barragem de Alqueva (Portugal) e à direita da

Barragem Kölnbrein(Austria) onde se observa a seqüência de execução pelo sistema de líderes e seguidores

2.3. CONCLUSÃO O tema Construção de Barragens vem evoluindo de forma significativa ao longo dos tempos. É inegável a mudança ocorrida nos prazos de construção das grandes barragens nos últimos anos. O grande objetivo é alcançar o equilíbrio entre prazos mais curtos de construção e a excelência na garantia da qualidade.

A evolução nos critérios de projeto e nas metodologias construtivas devem ser tratadas como desenvolvimentos necessários dentro dos novos conceitos econômicos e de meio ambiente, preservando a segurança dos empreendimentos.

O relator e sua equipe agradecem a oportunidade de participar deste tema tão fascinante.


3. RELATO Trabalho A01 – Técnica do Desmonte Escultural Utilizando Cordel Detonante de Alta Gramatura em Escavações Subterrâneas AUTORES: Ricardo Daniel da SILVA, Wilson José ALVARES As técnicas de desmonte escultural com detonação controlada ainda geram ondas de choque que podem causam danos ao maciço rochoso remanescente e afetar a qualidade da escavação. O trabalho apresenta como o desmonte escultural com emprego do Cordel Detonante de Alta Gramatura, que tem como princípio a preservação da rocha remanescente em sua totalidade, pode reduzir de forma acentuada os processos de reativação de estruturas geológicas e a instauração de quebras mecânicas. Os autores apontam como reflexos positivos da técnica a melhoria da qualidade do corte da rocha e do maciço remanescente, menor custo de escavação e o aumento da segurança da escavação após o desmonte. Trabalho A02 – Hormigonado del Tramo Vertical de la Tubería de Presión en el Proyecto Hidroeléctrico San Francisco AUTORES: José Francisco FARAGE, Newton GOULART e Sadinoel FREITAS Este trabalho apresenta o processo de revestimento do conduto forçado do Projeto Hidroeléctrico San Francisco no seu trecho vertical por meio de concretagem com forma deslizante. Indica as características particulares do poço escavado em rocha com muita presença de água e os dispositivos usados para executar o trabalho nestas condições garantindo qualidade e rapidez. Aborda os aspectos de segurança e tecnologia de concreto e serve como referência para obras subterrâneas com importante presença de água. Trabalho A03 – Repair and Strengthening of Piers Model Using Different Types of Injected Materials AUTORES: Aly Gamal Aly, Mahmoud Hussien Ahmed, Aly Elsayed e Omran Abad Elfadil Omran

No trabalho intitulado “Repair and Strengthening of Piers Model Using Different Types of Injected Materials” ou “Reparo e Reforço de Protótipos de Contrafortes utilizando diferentes tipos de materiais para injeção”, Aly Gamal Aly , Mahmoud Hussien Ahmed,Aly Abdel- Zaher Elsayed and Omran Abd Elfadil Omran, os 3 primeiros da Universidade de Assuit e o último do Ministério da Irrigação e Recursos Hídricos do Egito, apresentam um estudo experimental com diversos materiais para injeção com o objetivo de reforço e impermeabilização de estruturas de concreto em barragens. Eles reportam o sucesso de injeção dos protótipos de 3 classes de concreto (15, 20 e 25 MPa) utilizando 3 diferentes tipos de materiais (um cimento comum, um cimento pozolânico (Francês) e uma resina epóxi) e


concluíram que o melhor desempenho para aumento da resistência à compressão foi obtido com o cimento pozolânico, onde as resistências foram aumentadas entre 103% a 162% da resistência inicial. Já para a redução do índice de vazios e porosidade e aumento da densidade, o melhor resultado foi obtido com a resina epóxi, com melhoria de 58%, 54% e 17% para os 3 tipos de concreto, o que comprova que a maior eficácia é obtida nos concretos mais pobres (com menores consumos). Trabalho A04 – UHE Tucuruí – Etapa de Expansão Abertura de Brecha na Barragem de Terra da Margem Esquerda para Inundação Controlada do Recinto de Montante da Tomada D’água AUTORES: Afonso PORTELA Freire de Carvalho e Fabio de Oliveira PENNA Neto O trabalho apresenta os aspectos relevantes relativos ao planejamento e a execução dos serviços de rebaixamento parcial da estrutura de ensecamento Barragem de Terra da Margem Esquerda (Barragem em Y - BTY), construída na 1ª Etapa de geração e da execução do canal de adução revestido com enrocamento para permitir o enchimento controlado do recinto de montante da Tomada D’água da Etapa de expansão da UHE Tucuruí. A brecha, consistiu no rebaixamento parcial da BTME (BTY - Tramo montante) entre elevações 78,00m e 55,50m, em uma extensão de 677m medido na projeção do eixo da barragem e taludes laterais de 1V:4H. Para o enchimento controlado do recinto de montante, foi concebido um canal, com largura total de 150m, com elevação inicial de soleira na elevação 55,10m, ou seja, 0,40m abaixo da elevação média de arrasamento da brecha e declividade longitudinal de 1%. O revestimento de proteção do canal foi executado com enrocamento de D50 igual a 0,60m . O planejamento dos serviços teve que levar em consideração a necessidade sistemática do desvio de tráfego da rodovia PA-263, com as diversas etapas de rebaixamento da BTME, de forma a atender aos cronogramas pré estabelecidos de acordo com as velocidades de deplecionamento do reservatório, programadas pela Eletronorte e ONS. De forma a diminuir custos, o programa de abertura da brecha foi também integrado ao programa de construção da Barragem de Terra e Enrocamento (BTE da 2ª etapa), de forma a otimizar o aproveitamento dos materiais. O planejamento elaborado e a sua execução com critério e observância das restrições existentes para abertura da brecha da BTY, tendo em vista as máquinas da 1ª Etapa em plena operação, permitiram que as atividades de construção das obras civis e de montagem eletromecânica da Tomada d`Água seguissem a programação estabelecida, com segurança, de forma a atender as datas marco e com o custo reduzido devido ao aproveitamento quase que total dos materiais escavados durante a abertura da brecha.

Trabalho A07 – Consumo Médio do Concreto Aplicado nas Estruturas da Expansão da Usina Hidroelétrica de Tucuruí

AUTORES: Fabio de Oliveira PENNA Neto e Eden Sergio BERNARDO


No trabalho “Consumo Médio do Concreto Aplicado nas Estruturas da Expansão da UHE Tucuruí, PENNA e BERNARDO, da Eletronorte, apresentam um consumo médio de 141,29 kg/m³ de cimento e 54,8 kg/m³ de pozolana (Cimento Equivalente de 205 kg/m³) para os 1.587.000 m³ de concretos lançados na usina, o que resulta em uma eficiência média de 0,104 MPa/kg/m³ para a resistência média, bastante adequada para uma obra como a UHE Tucuruí. Para o atendimento ao fck médio de 18 MPa da obra a eficiência pode ter ficado entre 0,07 e 0,08 MPa/kg/m³. O slump médio (4,9cm) mostra o emprego de um grande volume de concretos convencionais, o que resulta em menores consumos, embora a prática das obras atuais seja o emprego de grandes volumes de concreto bombeado. Trabalho A09 - Impermeabilização da Casa de Força das Obras de Expansão da UHE Tucuruí AUTORES: Danilo Queiroz de SÁ e Francisco de Assis Freire dos SANTOS Este trabalho apresenta o processo construtivo, materiais e especificações técnicas para os trabalhos de impermeabilização do piso de transformadores e caixas separadoras de óleo das unidades 13 a 23 da UHE Tucuruí, levando em conta a condição climática particular da região Descreve o critério de seleção dos produtos selecionados através de ensaios normalizados, as características técnicas dos produtos escolhidos, o projeto de engenharia específico, e a metodologia levada a cabo para a realização dos trabalhos, assim como faz recomendações quanto ao manuseio e estocagem dos produtos. Trabalho A10 – Acabamento nas Lajes das Galerias Eletromecânicas da Expansão da UHE Tucuruí AUTORES: Danilo Queiroz de SÁ, Fabio de Oliveira PENNA Neto e Francisco de Assis Freire dos SANTOS

O trabalho apresenta as disposições construtivas, bem como as dosagens de traços de concreto e argamassas utilizados na execução do acabamento dos pisos das galerias eletromecânicas da casa de força da etapa de expansão da UHE Tucuruí. Para este acabamento foram especificados um concreto de enchimento, com fck de 15 MPa aos 90 dias, que permitiu abrigar todos os embutidos necessários ao funcionamento do sistema eletromecânico e sobre este, aplicação de um contrapiso, com 40mm de espessura e a argamassa de alta resistência, com fck de 50 MPa aos 90 dias, 10 mm de espessura e acabamento polido. Os estudos de materiais e misturas foram efetuados no Laboratório de Materiais de Construção da Eletronorte, em Tucuruí, para avaliação técnica e estética do produto a ser obtido. A argamassa de alta resistência teve em sua composição cimento, pozolana e granulados de alta dureza, capazes de resistir ao desgaste e demais solicitações mecânicas.


Como a argamassa de alta resistência que é usada adquire elevadas resistências iniciais, muito propicio à fissuração, foi dada uma atenção especial às juntas de dilatação e ao tempo de cura desta argamassa. O ajuste da plasticidade do traço de argamassa de alta resistência, com a conseqüente diminuição nos teores de água e aglomerantes, proporcionou uma sensível queda no aparecimento de fissuras no piso acabado, sem prejuízo das condições de aplicação da argamassa. A opção de se utilizar um cimento de única marca ou fonte, aliado a agregados industrializados de mesma procedência, com dureza e umidade uniformes, permitiram a obtenção de um piso sem variações de coloração, atendendo as condições técnicas e de estética. Trabalho A11 - Instalação de Viga de Vedação no Vertedouro da UHE Tucuruí AUTORES: Saulo Silva LACERDA e Francisco Eufrantz FERNANDES No trabalho é feita uma breve descrição da Barragem e do Vertedouro da UHE Tucuruí, indicando a localização da Viga de Vedação. Os autores apresentam e ilustram detalhadamente a Viga de Vedação e seu método de instalação. São comentados ainda os procedimentos de instalação da Viga, com observações interessantes de detalhes relevantes da montagem. Em seguida é descrito um problema ocorrido, assim como a ação corretiva adotada. A elevação do nível máximo do reservatório e o conseqüente ganho de energia obtido com a instalação da Viga são pontos importantes também abordados. Na conclusão, são expostas as vantagens do emprego da Viga de Vedação na Usina Hidrelétrica Tucuruí. Trabalho A14 – Utilização de Containers Flexíveis de PVC para o Transporte de Cimento em Grandes Obras AUTORES: SANSUY S.A. IND. DE PLÁSTICOS e Aniello Puzziello O trabalho aborda a versatilidade proporcionada por containeres flexíveis de PVC no transporte de cimento em obras de grande porte. Os autores mostram que diferentes modais de transporte foram utilizados neste processo: rodoviário, marítimo, fluvial e ferroviário. A capacidade dos containeres utilizados variou de 1.100 a 1.300 litros, permitindo sua utilização por cerca de 400 viagens viabilizando, desta forma, o investimento realizado. A experiência obtida nesta aplicação garantiu a indicação destes containeres para transporte e armazenagem de outros materiais, atestando sua resistência e durabilidade. Trabalho A16 – UHE Itutinga – Injeção de Microcimento em Tubos de Sucção de Unidades Geradoras AUTOR: Márcio Pereira WERNECK


O trabalho apresentado por WERNECK, da CEMIG, apresenta uma descrição da metodologia de injeção dos tubos de sucção das Unidades #1 e #3 da UHE Itutinga. Esta Usina, da CEMIG, foi inaugurada em 1955 pelo presidente JK. Embora os procedimentos de injeção apresentados no trabalho sejam corriqueiros e venham sendo aplicados tanto com calda de cimento como com microcimento em outras usinas, após a concretagem dos tubos de sucção e antes do início da operação, um histórico da construção muito rico desta usina é apresentado e foi uma grande contribuição do trabalho. Trabalho A17 – Injeção de Microcimento em estruturas de Concreto em Blindagem de Usinas Hidroelétricas AUTORES: Carla DE PAULA, Nicolau GIOVANETTI e Carlos SANTORO O trabalho apresentado por PAULA, GIOVANETTI e SANTORO, da Pires Giovanetti Guardia Engenharia, diz respeito também à injeção de microcimentos em vazios entre a blindagem e o concreto, trabalho este realizado na UHE Salto Osório, da Tractebel Energia S.A., usina esta cuja primeira etapa foi concluída em 1976 e a segunda etapa em 1981. A usina foi repotencializada em 1997 e sua potência instalada atual é de 1078 MW. A injeção teve como objetivo eliminar vazios existentes no contato blindagem concreto e, segundo os autores, além de grandes infiltrações. Trabalho A22 – Fechamento do Sistema de Desvio Utilizando Painéis Pré-moldados de Concreto na UHE Fundão AUTORES: Rafael de LARA, Nelson do Canto Oliveira SAKS,Luiz Fernando Prates de OLIVEIRA e Maria Tereza de ANDRADE Este trabalho trata da execução do desvio do rio da UHE Fundão usando como “stoplogs” elementos pré-fabricados de concreto armado, para permitir a execução do tamponamento do túnel desvio. Apresenta as características técnicas do projeto e particulariza o projeto do túnel de desvio projetado com características tais que tornaram o custo da obra mais baixo se comparado com a usina existente à montante. A solução técnica foi viável graças à possibilidade de que a usina à montante deixasse de operar por uma semana, acumulando água, de maneira a permitir a montagem dos pré-fabricados. A qualidade do fechamento foi questionada quanto à perfeita estanqueidade, mas indica a possibilidade de utilização desta metodologia com alguns cuidados particulares. Trabalho A24 – Estudo dos Componentes da Mistura para Concreto Compactado com Rolo (CCR) de Barragem, com Vistas a Melhorar o seu Desempenho


AUTORES: Elizabeth Leopoldina BATISTA e Newton Goulart GRAÇA O trabalho apresenta estudo realizado com o objetivo de melhorar o desempenho do CCR através da investigação de alguns componentes da dosagem, de modo a viabilizar o seu uso para solicitações que requerem resistências e módulos de elasticidade mais elevados e baixas permeabilidades, sendo assim possível o seu emprego em locais previstos para o concreto convencional. Foi estudada a influência de cada material nas propriedades do CCR e o teor mais satisfatório de cada componente do concreto. O estudo foi desenvolvido em 4 fases, onde em cada uma delas um material da dosagem do CCR foi investigado sob vários aspectos. Inicialmente foram verificados os agregados pulverizados, depois a água da mistura, em seguida as adições minerais e finalmente a quantidade de material cimentício. O resultado importante da primeira fase da pesquisa, foi a definição do teor de agregado pulverizado de cada tipo litológico, 10% para granito e 20% para calcário e micaxisto. Com base nos resultados da segunda fase do estudo, o consumo de água foi estabelecido para as demais fases, tendo sido empregados os consumos de 130 kg/m3 para dosagens com agregados da rocha granito, 130 kg/m3 com calcário e 140 kg/m3 com micaxisto. Finalmente, são mostrados resultados complementares da terceira fase e também resultados parciais da quarta fase do estudo, onde o desempenho do CCR foi avaliado para dois diferentes consumos de materiais cimentícios, 110 e 130 kg/m3, visto que nas três primeiras fases do estudo o CCR vinha sendo dosado com 90 kg/m3. Os concretos dosados com cinza volante requereram maior tempo para promover os ganhos de resistência que os concretos dosados com escória de alto-forno. O grande ganho das adições minerais, cinza volante e escória de alto-forno, foi obtido na redução da permeabilidade. A rocha calcário propiciou dosar CCR com desempenho superior ao granito e micaxisto, atendendo a requisitos de concreto para barragens, mesmo com baixo consumo de material cimentício. Por outro lado, quando o material cimentício é acrescido para um consumo de 130 kg/m3, o CCR passa a apresentar parâmetros satisfatórios até mesmo para concretos convencionais de face de barragens, onde o consumo é normalmente da ordem dos 180 kg/m3. Trabalho A25 – Comissionamento Civil AUTORES: Miller Soares Rufino Pereira, Cláudio Fernando Chaves Motta, Caroline Machado de Abreu e José Augusto Braga.

Visando aprimorar o sistema comumente utilizado para a entrega das estruturas civis ao Cliente os autores propõem uma metodologia de comissionamento das estruturas civis, na qual são consideradas as solicitações e necessidades do Cliente e as da empresa construtora. A metodologia relatada pelos autores apresenta com detalhes a seqüência dos procedimentos adotados, a descrição destes procedimentos, além de exemplos dos formulários e impressos necessários para realização da entrega das estruturas civis.


Trabalho A26 – Fissuração em Calhas de Vertedouro AUTORES: Miller Soares Rufino Pereira, Cláudio Fernando Chaves Motta, Caroline Machado de Abreu e José Augusto Braga O fenômeno de fissuração em calhas do vertedouro é comum nas Obras Brasileiras, e a determinação das origens de fissuras é uma tarefa complexa, uma vez, que fazem parte do processo diversos fatores e condicionantes, muitas vezes associados. O trabalho pretende avaliar e esclarecer a origem deste processo de fissuração, assim como, mostrar a adoção de medidas pelas projetistas com o objetivo de minimizar esta patologia, as ocorrências e analisar o fenômeno em Obras Brasileiras. Ainda comenta as conseqüências que podem causar, por força das características dos concretos exigidos, em particular no que tange ao limite do fator água/cimento. Às vezes, os concretos empregados são mais ricos que o requerido no projeto e necessário, conforme preconizam alguns autores, potencializando eventualmente o risco de fissuração pelo consumo mais elevado de cimento.

O objetivo do trabalho é procurar esclarecer algumas das origens dessas fissuras, assim como mostrar as ações comumente previstas em projeto, as quais visam minimizar este fenômeno de fissuração que na maioria das vezes ocorre nas primeiras idades. O trabalho ainda levanta a questão que, em função da limitação da relação água / cimento, às vezes são empregados concretos mais ricos que o requerido em projeto, potencializando o risco de fissuração pelo consumo mais elevado de cimento. Independente da adoção pelas obras de todas as medidas para se evitar a fissuração, as lajes de vertedouros tem fissurado, porém, entendemos que a principal causa foi o A/C=0,45, pois a limitação do A/C, causou consumos mais elevados de aglomerante e conseqüentemente a utilização de concretos mais ricos que o requerido em projeto e conforme preconiza alguns autores. Trabalho A33 – Evaluación de los Diseños de Mezcla para Reparar la Superfície de los Canales del Aliviadero Central Hidroeléctrica Guri AUTORES: Hiran Ferrer T. e Juan Marcano F. Este trabalho avalia deferentes traços de argamassa de recuperação do vertedor da Hidroelétrica de Guri, analisando diferentes dosagens e incorporando microsílica, fibras de polipropileno e fibras de polipropileno com resina acrílica. Analisados os resultados de compressão, abrasão, penetração de água sob pressão, resistência aos cloretos, aderência e retração, este trabalho conclui que o adequado uso de certas dosagens de argamassa é bem superior a do concreto originalmente utilizado na estrutura. A adição de fibra de polipropileno com ou sem resina acrílica modificam alguns parâmetros e diminuem algumas propriedades da argamassa sem esta adição. Se destaca a aplicabilidade deste estudo para obras de recuperação de estruturas hidráulicas.


3. CONCLUSÕES

Consolidando, os trabalhos do Subtema Construção de Barragens, pudemos observar que grande parte dos trabalhos versaram sobre tecnologia de concreto e assemelhados.

Registramos que todos os trabalhos foram baseados em casos reais e não hipotéticos, confirmando o conceito que extrair da realidade do campo conhecimentos e disseminá-los, torna-se uma excelente forma de consolidar e registrar experiências práticas com embasamento técnico-científico. Estas experiências relatadas, metodizadas serão de grande ajuda para uso de toda a comunidade técnica da Engenharia civil, particularmente em obras de barragens, mas em alguns casos também aplicáveis em outras especialidades.

COMISSÃO RELATORA

Relator:

Augusto Roque Dias Fernandes Membros:

Alberto Jorge Coelho Tavares Cavalcanti José Roberto Martins Brandão Leonardo Borgatti Newton Goulart Graça

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