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ALLAN DOS SANTOS ALBERTO BRUNO JILDMAR BRITO JOSE HENRIQUE IVES PINO PEDRO BRASIL KLEITON CESAR

TRABALHO DE TOPOGRAFIA IIBarragem

FUNDAO EDUCACIONAL JAYME DE ALTAVILA FEJAL CENTRO DE ESTUDOS SUPERIORES DE MACEI CESMAC FACULDADE DE CINCIAS EXATAS E TECNOLGICAS FACET CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

Macei/AL Novembro/2011

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ALLAN DOS SANTOS ALBERTO BRUNO JILDMAR BRITO JOSE HENRIQUE IVES PINO PEDRO BRASIL KLEITON CESAR

TRABALHO DE TOPOGRAFIA IIBarragem

Trabalho sobre Barragem apresentado como exigncia da disciplina de Topografia II para compor a nota da avaliao formativa, ministrada pelo professor Josivaldo, no 5 perodo do Curso de Engenharia Civil.

FUNDAO EDUCACIONAL JAYME DE ALTAVILA FEJAL CENTRO DE ESTUDOS SUPERIORES DE MACEI CESMAC FACULDADE DE CINCIAS EXATAS E TECNOLGICAS FACET CURSO DE ENGENHARIA CIVILMacei/AL Novembro/2011

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Sumrio

Introduo .............................................................................................................................. 4 Finalidades ............................................................................................................................. 5 Classificaes ........................................................................................................................ 7 Barragem de Concreto ......................................................................................................... 10 Barragem de Terra ............................................................................................................... 11 Barragem de Enrocamento .................................................................................................. 17 Barragem subterrnea .......................................................................................................... 20 Concluso ............................................................................................................................ 21 Referncia Bibliogrfica ...................................................................................................... 22

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INTRODUO

Desde o incio da histria da Humanidade as barragens foram fundamentais ao desenvolvimento das civilizaes. Sua grande motivao era, sobretudo, a escassez de gua nos perodos secos, fazendo assim com que eles desenvolvessem mecanismos para armazenagem de gua. No incio as barragens eram desenvolvidas de forma empricas, porem com a Revoluo Industrial, houve a necessidade de construir um crescente nmero de barragens, o que permitiu o progressivo aperfeioamento das tcnicas de projeto e construo. Apareceram ento as primeiras barragens de aterro modernas, assim como as barragens de concreto. Uma barragem, aude ou represa, uma barreira artificial, feita em cursos naturais de gua para a reteno de grandes quantidades de gua. A sua utilizao , sobretudo para abastecer de gua zonas residenciais, agrcolas, industriais, produo de energia eltrica (energia hidrulica), ou regularizao de um caudal. Sabendo que a presso exercida pela gua na barragem aumenta medida que a profundidade tambm aumenta, a espessura da parte superior da barragem mais fina que a inferior e ela se alarga gradativamente em sua estrutura.

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FINALIDADES

Uma barragem pode ser construda para atender uma ou mais finalidades a seguir relacionadas: 1) Abastecimento Humano e Animal A capacidade de acumulao deve suprir a demanda das populaes e o manancial deve estar protegido contra poluio atravs de uma reserva intangvel. 2) Abastecimento Industrial A construo da barragem vivel quando consideramos os fatores econmicos advindos da implantao industrial. 3) Irrigao Finalidade relacionada com a alimentao humana e animal. A barragem deve atender os seguintes requisitos: a) A barragem deve ser dimensionada para liberar uma vazo regularizada que supra a demanda necessria para a rea irrigada. b) A qualidade da gua deve atender os padres das culturas especificas. c) aconselhvel que o investimento da construo da barragem seja rentvel economicamente com relao ao retorno da irrigao. d) A tcnica de irrigao a ser utilizada, asperso ou gravidade, definir a altura da barragem projetada. 4) Energia Hidroeltrica A produo de energia diretamente proporcional altura e descarga da barragem, assim a barragem projetada deve ter o mximo de altura que o sistema permitir. 5) Piscicultura Relacionada alimentao, principalmente humana, a piscicultura concede muitos benefcios para a populao como trabalho, prosperidade e bem-estar. 6) Controle de Cheias Controlam as cheias que causam inundaes de cidades ou campos, ento indispensvel o conhecimento do comportamento hidrolgico do sistema barrado.

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7) Regularizao de Rios Assegura a disponibilidade de gua para qualquer finalidade jusante da barragem. 8) Navegao As barragens so construdas para resolver os problemas de corredeiras, cachoeiras, etc, existentes nos rios que os tornam inavegveis. 9) Recreao e Urbanizao As barragens so recantos de lazer e atrao turstica, servindo tambm como paisagismo. 10) Pesquisa As barragens so veculos de pesquisas em diversas reas, como exemplo na de hidrologia, mecnica dos solos e ictiologia.

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CLASSIFICAES

Para Classificar as Barragens sero relacionados quatro critrios listados abaixo: Quanto a Capacidade de Resistir a Submergncia (Transbordamento) Quanto ao tipo de fluxo que a barragem vai barrar Quanto ao Tamanho Quanto ao Estado de Agregao dos Materiais

a) Quanto a Capacidade de Resistir a Submergncia (transbordamento):

Submersvel: Vertedouro: Transbordo contnuo.

De Gravidade: Resiste a transbordamentos eventuais.

No Submersvel: Resiste a pequenos, rpidos e eventuais transbordamentos.

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b) Quanto ao tipo de fluxo que a barragem vai barrar

Superficial Subterrneo

c) Quanto ao Tamanho

Grande Pequena

d) Quanto ao Estado de Agregao dos Materiais

Os estados de agregao dos materiais podem ser Rgidas ou No Rgidas. As Rgidas podem ser construdas com Concreto Simples, Alvenaria de Pedra, Ciclpico, CCR. Suas caractersticas so: Sua execuo necessita de pequeno volume de material; No tem problemas de estabilidade; Preocupao com a resistncia ao empuxo da gua. Podem resistir das seguintes formas: o Gravidade o Contrafortes o Arco ou Abbada J as No Rgidas podem ser construdas de apenas Terra, onde o material fica solto ou por Enrocamento (Ncleo argiloso e face de concreto). Suas caractersticas so: Sua execuo necessita de grande volume de material; Preocupao com a estabilidade dos taludes; No h preocupao com empuxo; So Deformveis (comportamento Elasto-Plstico)

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As barragens de terra so classificadas como:

Homognea: Toda a barragem com o mesmo tipo de solo.

Zoneada: Constituda por um solo impermevel entre zonas de solo permevel.

Diafragma: Na parte central da barragem uma camada fina de argila bentonitica e o resto com solo normal.

Mista: Constituda de vrios tipos de materiais tais como argila, areia, brita, blocos de pedra.

As barragens de enrocamento so classificadas de acordo com o sistema de vedao adotado:

De ncleo argiloso:

De face de concreto:

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Barragem de Concreto

Uma barragem de concreto pode ser de dois tipos: Gravidade ou Arco Gravidade ou Contrafortes: Este tipo de barragem constitudo por um paredo de concreto que resiste pelo prprio peso impulso da gua e transmite todas as foras sentidas pelo mesmo ao solo. A utilizao de contrafortes a jusante permite aligeirar o paredo da barragem. Este tipo de barragem constitudo por um paredo de concreto que resiste pelo prprio peso impulso da gua e transmite todas as foras sentidas pelo mesmo ao solo. A utilizao de contrafortes a jusante permite aligeirar o paredo da barragem.

Arco ou Abbada: A barragem em arco construda em vales mais apertados, podendo desta forma a altura ser maior que a largura. A curvatura horizontal permite que a fora de impulso da gua seja transmitida no sentido albufeira-margens. As Principais caractersticas da barragem em arco so: Dupla curvatura: Horizontal e Vertical. A curvatura horizontal permite que a fora de impulso da gua seja transmitida no sentido albufeira-margens. Estabilidade depende da geologia. Esforos sobre as fundaes so maiores. Grandes escavaes para atingir a rocha s.

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Barragem de terra

As primeiras barragens da era moderna, destinadas essencialmente gerao de energia, situaram-se em trechos montanhosos, onde os vales so encaixados e predominam os afloramentos rochosos. Foram escolhidos, como so bvios, os locais mais apertados (gargantas) e neles foram construdas barragens rgidas (gravidade, contrafortes ou arco). Mas os bons locais foram-se esgotando e foram sendo, cada vez maiores, as necessidades de gua, agora j no s para gerao de energia, mas especialmente, para abastecimento das grandes cidades que foram surgindo, rapidamente, por todo o mundo. Comearam a construir-se, cada vez mais, barragens no rgidas. Uma barragem de terra no exigente nem nas fundaes nem nos materiais. Ela molda-se a quase todas as fundaes e, com modernas tcnicas de mecnica dos solos e terraplanagens, aceita uma enorme variedade de solos. Os stios para barragens de terra localizam-se, regra geral, em vales de transio entre a montanha e a plancie, no tero mdio dos rios. Os vales chegam a ser muito abertos, com ombreiras suaves. A grande vantagem das barragens de terra, sobre as outras, que pode ser construda sobre qualquer tipo de fundao. As barragens de terra so relativamente baratas e no exigem pessoal muito especializado. A construo costuma absorver a mo-de-obra local, sendo um dos recursos que os governos recorrem quando uma regio afetada por secas e h necessidade de ocupar milhares de pessoas que normalmente trabalham na agricultura. Tipos de barragens de terra H trs tipos principais de barragens de terra de acordo com os solos utilizados de construo. So constitudas por solos de jazidas ou obtidas das escavaes obrigatrias, as quais so compactadas por equipamentos mecnicos em camadas de espessura determinada. a) Barragem de aterro homogneo; b) Barragem zonada; c) Barragem com ncleo.

Barragem de aterro homogneo: utilizado somente um nico tipo de solo. As partes principais de uma barragem deste tipo so: a) Aterro propriamente dito, cujos taludes tm inclinaes que constam dos quadros a seguir, entendendo-se por esvaziamento brusco ou rpido o que apresenta velocidades mnimas de descida de nvel de 15cm por dia; b) Filtro ou dreno vertical ou inclinado constitudo por areia selecionada de granulomtrica adequada ao tipo de solo utilizado, ou por brita confinada em geotxtil;

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c) Filtro, dreno ou tapete horizontal constitudo por areia selecionada de granulomtrica adequada ao tipo de fundao, ou por brita confinada em geotxtil; d) CUT - off - parte do aterro que se insere na fundao. Quando esta de boa qualidade no se utiliza CUT-off embora a fundao seja preparada para receber o aterro; e) Proteo do talude de montante com enrocamento lanado (rip-rap) ou arrumado, ou por lajes de beto ou ainda por tapete asfltico. O enrocamento ou rip-rap assenta sobre camadas de transio constitudas por brita e areia, ou sobre geotxtil; f) Proteo do talude de jusante com vegetao adequada (relva ou capim), laje de beto ou enrocamento arrumado (espessura mnima de 30cm); g) Crista protegida com uma camada de brita (10cm) ou por asfalto se nela passar uma estrada; h) Descarga de fundo destinada a poder aproveitar a gua armazenada. Normalmente situa-se uns metros acima do talvegue a fim de se manter certo volume morto (poro) preservando-se os peixes no caso de esvaziamento total, quando se trata de uma pequena barragem; i) Tomada de gua, situada a nvel mais elevado, destinada ao abastecimento humano, aproveitando-se a decantao natural da gua; j) Descarregador de cheias destinado a restituir ao rio as guas de grandes cheias e aps o NPA (Nvel de Pleno Armazenamento) ter sido atingido; k) Drenagem das guas de chuvas, que caem sobre o aterro, para evitar o alagamento ou trasbordamento (over-topping). A barragem deve dispor de uma folga adequada, cujos valores so dados pela tabela a seguir e de uma altura de laminao de cheia.

Barragens zonadas: Quando no existem solos apropriados, em quantidade suficiente, o que sucede com muita frequncia, recorre-se ao tipo zonado que no mais do que o aproveitamento dos

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solos mais fracos para aterros estabilizadores e do melhor solo para o ncleo central. So normalmente constitudas por um solo impermevel entre zonas de solo Permevel. Areia e pedregulhos so normalmente colocados na parte externa, no havendo necessidade de revestimento dos taludes. As camadas funcionam como drenos e devido aos seus ngulos de atritos internos serem maiores, eles so mais estveis.

Barragem com ncleo ou mista: As primeiras barragens de terra, da era contempornea, possuam ncleo de beto ou alvenaria que a experincia revelou no ser uma boa soluo dada a incompatibilidade, por envolver fenmenos de percolao, entre o beto e os solos, especialmente os da fundao. Como o ncleo de beto constitui uma anisotropia perniciosa para o aterro de solos, o material do ncleo passou, ento a ser solo argiloso. O conceito de ncleo feito de beto est praticamente posto de lado desde que apareceram as barragens zonadas.

Exemplos de barragens Barragem homognea

A Barragem Pereira de Miranda, do Aude Pentecoste, est localizada no municpio de Pentecoste, estado do Cear, a cerca de 85 km da cidade de Fortaleza. Barra o rio Canind, sistema do rio Curu. A sua bacia hidrogrfica cobre uma rea de 2.840 km2. A barragem tem como finalidades: o controle das cheias do rio Canind; a regularizao do rio Curu; a irrigao das terras de jusante, coadjuvada pelas guas

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armazenadas no Aude General Sampaio; a gerao de energia eltrica; a piscicultura e o aproveitamento para culturas nas reas de montante. Foi projetada e construda pelo Departamento Nacional de Obras Contra as Secas - DNOCS, e sua construo ocorreu entre os anos de 1950 e 1957. A barragem Pereira de Miranda se compe de um macio de terra compactado, homogneo, provido de um filtro vertical de alvenaria de pedra arrumada, com uma transio de areia nos paramentos de montante e jusante. Esse sistema de filtro faz conexo com drenos de pedra, perpendiculares ao eixo do filtro, desembocando no enrocamento de p. O projeto previa um revestimento em placas argamassadas para proteo do talude de montante. Os engenheiros responsveis pela construo, constatando que esse tipo de proteo era passvel de peridicas avarias, conseqncia de recalques do macio e de ao das ondas, substituram o revestimento em placas por um sistema de "rip-rap". Essa mudana verificou-se a partir da cota 51,00, nvel mnimo de proteo. As ombreiras e a fundao so formadas por rochas gnissicas. O solo empregado na construo do macio foi todo ele, praticamente, constitudo por uma areia siltosa de mdia plasticidade, Suas caractersticas mdias so traduzidas pelos valores seguintes: massa especfica aparente seca - 1.860 g/CM35 teor timo de umidade - 13,6% e ndice de plasticidade - 9%, a areia de granulomtrica bem distribuda, retirada do leito do rio, dispensou correo para sua utilizao como elemento de transio para os filtros. A pedra foi obtida a partir das formaes existentes prximas ao local. A barragem auxiliar do tipo terra homognea. O vertedouro de soleira espessa tem seu trecho central formado em concreto por um perfil Creager. As paredes laterais so protegidas por um muro de concreto com base em rocha. A tomada d'gua constituda por uma galeria dupla em concreto armado, revestida por dois tubos de ao. Um dos tubos destina-se irrigao e o outro ao aproveitamento de um potencial de 235 CV. O regime das chuvas foi obtido atravs dos dados das estaes pluviomtricas, localizadas dentro da bacia hidrogrfica do aude, abrangendo um perodo de 34 anos. Na determinao das vazes de projeto foram utilizados os dados limnimtricos e empregadas as frmulas empricas do Engo Francisco Aguiar.

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Barragens zonada

A Barragem do Aude Ors est localizada no municpio de Ors, estado do Cear, uma das mais importantes bacias hidrogrficas da regio, drenando uma rea de 25.000 km. Foi projetada e construda pelo Departamento Nacional de Obras Contra as Secas DNOCS. A barragem consiste de um macio zoneado, com ncleo impermevel argiloso, seguindo-se para montante e para jusante sees de areia recobertas por espaldares de enrocamento.

Barragem com ncleo ou mista

A Barragem Edson Queiroz, do Aude Serrote, est localizada no municpio de Santa Quitria, estado do Cear, a cerca de 250 km de Fortaleza. O acesso pode ser feito pela rodovia BR-020 at Canind, e da pela CE-032 at Santa Quitria. A partir deste local, o acesso feito por uma estrada construda durante a execuo da obra, percorrendo-se 16 km at o local da barragem. A barragem est localizada no rio Groaras, pertencente ao sistema do rio Acara e foi projetada pela firma SEEBLA - Servios de Engenharia Emlio Baumgart Ltda.

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A barragem Edson Queiroz faz parte do Plano Diretor de Desenvolvimento do Vale do Acara, que consta de cinco barramentos destinados a complementar as disponibilidades hdricas do Sistema Araras e desta forma permitir a implantao de uma rede de irrigao de at 30.000 ha. Tem como finalidades complementares o controle de enchentes do rio Acara, o abastecimento d'gua ao complexo minero-industrial de urnio que est sendo implantado no municpio vizinho de ltataia, a perenizao do rio Acara e a piscicultura. No local da barragem a bacia hidrogrfica do rio Groaras abrange uma rea de 1.765 km2. O lago formado cobre uma superfcie de 2.660 ha, correspondendo a um volume de 250.500.000 m3 de gua represada. A vazo regularizada de 2,46 m3/s. Os materiais terrosos utilizados foram provenientes de solos residuais de gnaisses de composio areno-silto-argilosa (SC-SM); o material arenoso provm dos bancos de areia existentes no leito do rio; e o material ptreo, de uma grande ocorrncia de gnaisse grantico.

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Barragem de Enrocamento

A barragem de enrocamento um tipo de barragem onde se utiliza os principais materiais dos tipos de barragens utilizadas anteriormente. Essa barragem composto por sua rea interna de argila e revestido por concreto. Na construo de uma barragem de enrocamento deve-se executar sertos procedimentos listados abaixo. 1. Instalao e Trabalhos preparatrios: 1.1. Construo de escritrios, casas, galpes, oficinas, depsitos, laboratrios, etc. 1.2. Construo de caminhos de servios 1.3. Instalao para pedreiras e britagem 1.4. Instalaes de energia, gua, esgoto 1.5. Desmatamento, destocamento e limpeza dos locais da barragem, dos emprstimos e outros.

2. Proteo dos taludes e coroamento: 2.1. Talude de montante: Seus agentes de ataque so os ventos, ondas, chuvas (impacto e fluxo)

Tipos de protees Rip-rap lanado Rip-rap arrumado RIP-RAP

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Placas de concreto Pedras rejuntadas Asfalto Bica-corrida

2.2. Talude de jusante: Seus agentes de ataque so as Chuvas (impacto e fluxo) e Pisoteio de animais.

Tipos de Protees Plantio de espcies vegetais (grama, salsa, etc) - regional. Camada de pedra (regies muito secas, 0,30 m de brita ou seixos rolados). Drenagem superficial.

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Protees para Barragens maiores (com passagem de rodovia) Pavimentao Meio-fio, Guarda-corpo Acostamento Iluminao, etc.

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Barragem Subterrnea

Durante muito tempo se falou que a sada para o semi-rido era a construo de audes para armazenar a gua na poca do inverno e, assim, se beneficiar durante o vero. Mas isso no foi bem o que aconteceu. Por outro lado, a perda por Evaporao dessa gua armazenada muito grande, de forma que em alguns anos ocorre um dficit hdrico (evapora mais do que chove). Por conta dessa evaporao, surgiu a tecnologia de barragem subterrnea, tendo como ponto de partida a cultura de vazantes praticada pelos agricultores do Nordeste. Uma alternativa para esse problema a construo de barragem subterrnea. A tcnica relativamente simples e consiste em deter o fluxo horizontal de gua subterrnea no perfil do solo, por meio de uma parede impermevel transversal ao deslocamento da gua.

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Concluso Vimos que a construo de uma barragem em uma determinada regio pode ser til em diversos aspectos como: Abastecimento humano, animal, da indstria e agricultura, o uso para piscicultura, produo energtica, para facilitar a navegao, controlar as cheias e assegurar a disponibilidade regular da gua do rio. Alm desses aspectos, temos tambm que analisar os impactos ambientais. Aps analisar as necessidades sociais e econmicas e colocar no outro lado da balana os impactos ambientais imediatos e possveis danos ambientais futuros podemos ver a viabilidade da criao de uma barragem em uma determinada regio, colocando como pontos principais o desmatamento e a remoo humana na rea da barragem, o desmatamento, ocupao humana e instalaes na regio prxima a barragem e os riscos de acidente de rompimento da barragem e seus impactados. O nvel de responsabilidade de um projeto desse porte exige ao executor dessa obra um grau de conhecimento (estudo e experincia) muito alto, pois uma simples falha acarreta em perdas ambientais, sociais e econmicas.

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Referncia Bibliogrfica

Wikipedia Carisia http://www.carisia.com.br/barragensG-Aula1-generalidades.pdf http://pt.wikipedia.org/wiki/Barragem

Eletrobras www.eletrobras.com

DNOCS http://www.dnocs.gov.br/

Universidade de Trs- Os - Montes e Alto Douro Mestrado em Eng. do Ambiente Energia e Ambiente Energia Hidroelctrica Bela Irina Passos Natrio de Castro