PLANEJAMENTO DO

PLANO DE

INSTRUMENTAÇÃO

João Francisco Alves Silveira

SBB Engenharia Ltda

PLANEJAMENTO DO PLANO DE

INSTRUMENTAÇÃO

Planejar um plano de instrumentação de barragens é similar ao

realizado em outros projetos de engenharia. Um projeto típico de

engenharia começa com a definição de um objetivo e se

processa através de uma série de passos lógicos até a

preparação dos desenhos, especificações e listas de materiais.

Franklin (1977) indica que um programa de monitoração é

uma corrente com vários elos potencialmente fracos, que

podem se romper com certa facilidade e freqüência.

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INSTRUMENTAÇÃO

Planejamento Sistemático requer especial empenho e

dedicação da equipe responsável. Deve ser feito por um

grupo, com um especialista em instrumentação geotécnica.

Reconhecendo que a instrumentação é apenas uma

ferramenta e não uma solução, esse grupo deve ser capaz de

trabalhar em íntima colaboração com a equipe de projeto.

O autor teve a oportunidade de trabalhar durante mais de 20

anos com a equipe de projeto de barragens da Promon

Engenharia, em São Paulo, tendo sido o responsável pelo

projeto de instrumentação de várias barragens no Brasil, Equador

e Argélia.

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INSTRUMENTAÇÃO

Nestes projetos foi de relevante importância o entrosamento

com as equipes de geologia e de geotecnia, na

instrumentação da fundação, e da equipe de estruturas, na

instrumentação das barragens.

O planejamento deve ser feito segundo os itens a seguir

apresentados. Todas estas etapas devem, se possível, ser

completadas, antes que os trabalhos de instrumentação sejam

iniciados no campo, conforme assinalado por Dunnicliff/93.

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INSTRUMENTAÇÃO

O PLANEJAMENTO

1. Definição das Questões Geotécnicas e Objetivos da

Instrumentação

Todo instrumento em um empreendimento deve ser selecionado

e instalado para responder a alguma questão específica: se não

houver questionamento, não deve haver instrumentação.

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2. Seleção dos Parâmetros a Serem Monitorados

Os parâmetros a serem medidos incluem a pressão da água nos

poros, a pressão da água na rocha de fundação, a pressão total

no solo, os recalques, os deslocamentos horizontais, as cargas

e tensões nos elementos estruturais, a temperatura, as vazões

de drenagem, os materiais sólidos carreados, etc..

A questão a ser respondida é: quais parâmetros são os

mais importantes?

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3. Previsão do Campo de Variação das Medidas

Previsões são necessárias para que o tipo de instrumento

requerido e sua sensibilidade ou a precisão requerida possam ser

bem selecionados. Uma estimativa do valor máximo a ser medido

conduz à seleção de uma determinada categoria de instrumento.

Essa estimativa normalmente requer um bom julgamento e

experiência do engenheiro.

● Seleção dos parâmetros a serem observados e cálculo dos

seus valores antecipados, com base nas hipóteses de

projeto;

● Cálculo dos valores dos mesmos parâmetros, submetidas

às condições mais desfavoráveis de carregamento.

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Tabela 1 - Exemplo de Níveis de Advertência de Risco (Franklin/77)

Nível de

AdvertênciaCritério Ação

1Movimentação maior que

em qualquer estação

topográfica

Informar ao gerente da

mineração

2

Movimentação maior que

em duas unidades

adjacentes; ou velocidade

superior a por mês em

qualquer unidade

Contato verbal e reunião no

canteiro, seguidos de

relatório impresso com

recomendações

3Movimentação maior que

mais aceleração em

qualquer das unidades

Inspeção imediata do local

pelo engenheiro consultor,

reunião local e

implementação medidas

corretivas (segundo plano

de contingências)

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4.O Planejamento de Ações Corretivas

Inerente ao uso da instrumentação para propósitos construtivos

está a absoluta necessidade de decidir, antecipadamente, por um

método para solucionar problemas em potencial, que possam ser

revelados pelas observações (Peck, 1973).

Na fase de enchimento do reservatório, por exemplo, deve-se

prever em toda barragem de porte a disponibilidade, no

canteiro de obras, de equipamentos para a execução de

sondagens à percussão e para a execução de injeções de

cimento na fundação, no caso da necessidade de reforço da

cortina de drenagem ou injeção, tendo por base as

informações transmitidas pela piezometria. Instrumentos

sobressalentes são úteis nesta fase.

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5. Atribuição de Tarefas nas Fases de Projeto, Construção

e Operação

Quando da atribuição das tarefas em um plano de auscultação, a

parte com o maior interesse nos dados deve receber a

responsabilidade de supervisioná-los, no sentido de que os

mesmos sejam obtidos com a maior precisão possível. Enfatiza-

se aqui a importância em se manter a empresa Projetista em

íntima colaboração com a equipe de instrumentação de campo.

As várias tarefas envolvidas em concluir com sucesso um

programa de monitoração, são:

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INSTRUMENTAÇÃO

Tabela 2 - Tabela utilizada para Atribuição de Tarefas (Dunnicliff/93)

Tarefa

Parte Responsável

ProprietárioConsultor do

projeto

Especialista em

instrumentaçãoEmpreiteiro

Planejamento do plano de

auscultação

Aquisição dos instrumentos e

calibrações de fábrica

Instalação dos instrumentos

Manutenção e calibração periódica

dos instrumentos

Estabelecer e atualizar o programa

de aquisição dos dados

Aquisição dos dados

Processamento e apresentação dos

dados

Análise e elaboração de relatórios

periódicos

Decidir pela implementação das

recomendações e das medidas

corretivas

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6. Seleção dos Instrumentos de Auscultação

As seis etapas precedentes devem ser finalizadas antes

que os instrumentos estejam selecionados.

●Ópticos

●Mecânicos

●Magnéticos

●Hidráulicos

●Pneumáticos

●Corda vibrante

●Fibra ótica

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O baixo custo de um instrumento nunca deve dominar o processo

de seleção, e é improvável que um instrumento de baixo custo

resulte em um custo total menor.

Os instrumentos devem ter uma prova de seu bom

desempenho no passado e devem sempre assegurar a

máxima durabilidade, no ambiente em que forem instalados.

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Tabela 3 - Ambientes dos Instrumentos (Dunnicliff/93)

1. Grandes deformações – normalmente deformações cisalhantes

2. Altas pressões – tanto sólidas como fluidas

3. Corrosivo – químico (umidade, argamassas, aditivos do concreto,

bactérias) e eletrolítico (eletrólise de materiais não similares, correntes

elétricas de dispersão)

4. Temperaturas extremas – abaixo da temperatura de congelamente até

+60ºC no sol

5. Choques – detonações, atividades construtivas, transporte em

rodovias precárias

6. Vandalismo, destruição por equipamentos construtivos, queda de

blocos de rocha

7. Poeira, sujeira, lama, chuva, precipitados químicos

8. Alta umidade, infiltração ou água estagnada

9. Fornecimento errático de energia (instrumentos elétricos)

10. Perda da acessibilidade dos instrumentos, quando cobertos por

rocha, solo, concreto projetado ou outros suportes, em taludes e obras

subterrâneas

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7.Localização dos Instrumentos

A seleção da localização dos instrumentos deve refletir os

comportamentos previsíveis da barragem e de sua fundação,

devendo ser compatível com os métodos de análise que,

posteriormente, serão utilizados no exame dos dados obtidos.

Na instrumentação da barragem de terra para contenção de

rejeitos do Morro do Ouro, da Rio Paracatu Mineração S.A.,

localizada em Paracatu, M.G., optou-se pela instalação dos

piezômetros de maciço, nas juntas longitudinais de

construção (Fig.1), resultante das diferentes etapas em que o

projeto foi executado, conforme pode-se depreender do

trabalho de Borges et al./96.

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Locação dos piezômetros na seção da Est. 63+00 na barragem

Morro do Ouro

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Ao longo da seção longitudinal da barragem, a seção de maior

altura é importante de ser instrumentada, em função das maiores

tensões reinantes internamente à barragem, assim como da

maior pressão hidrostática a montante. Outras seções, com

anomalias geológicas na fundação devem ser instrumentadas.

Na BEFC de Xingó, por exemplo, onde em uma mesma seção

transversal dispunha-se de células de recalque instaladas

horizontalmente ao longo de três cotas, assim como de

medidores magnéticos de recalque instalados verticalmente.

Foram observadas diferenças de recalque de 155 mm, para a

célula mais a montante, e de 390 mm, para a célula de

jusante, na região mais deformável do enrocamento,

conforme se pode observar na Figura a seguir.

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Comparação entre os recalques medidos pelas células de

recalque e medidores magnéticos na BEFC de Xingó

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8. Registro dos Fatores que Podem Influenciar os Dados

Medidos

As medições apenas são raramente suficientes para fornecer

conclusões úteis. O uso da instrumentação envolve normalmente

a relação das medições com suas causas e, portanto,

documentação e diários completos devem ser mantidos dos fatores

que possam afetar os parâmetros medidos.

9.Estabelecimento dos Procedimentos Básicos para

Assegurar a Precisão das Leituras

A equipe responsável pela instrumentação deve ser capacitada a

responder a questão: O instrumento está funcionado

corretamente? A habilidade em responder depende da

disponibilidade de boas evidências, para as quais o

planejamento é importante.

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10.Preparo do Orçamento

Mesmo que o planejamento das tarefas da instrumentação não

esteja completo, um orçamento deve ser preparado nessa

etapa, para todas as tarefas listadas na Tabela 1, para

assegurar que os recursos estejam realmente disponíveis.

11 .Preparo das Especificações e Lista de Materiais Para a

Aquisição

Tentativas de usuários em projetar e fabricar instrumentos

geralmente não tem sido bem sucedidas. Os instrumentos devem,

portanto, ser adquiridos de produtores reconhecidos, para os

quais as especificações de compra são, normalmente, requeridas,

conforme experiência dos países mais desenvolvidos.

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12. Planejamento da Instalação

Os procedimentos escritos devem incluir uma lista detalhada

de materiais e equipamentos requeridos, e folhas de

documentação da instalação devem ser preparadas, para

documentar todos os fatores que podem influenciar os

dados medidos.

13.Manutenção Periódica e Eventual Calibração

A calibração consiste na aplicação de pressões, cargas,

deslocamentos, temperaturas conhecidas a um instrumento, sob

condições ambientais controladas, medindo-se a resposta nas

medições realizadas. Dunnicliff/93 destaca que a calibração de

um instrumento é exigida em três etapas: antes do envio do

instrumento para a obra (teste de fábrica), quando o instrumento

é recebido (teste de aceitação), e durante a vida útil do

instrumento.

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14.Planejamento da Aquisição, Processamento, Análise,

Elaboração de Relatórios e Implementação das

Recomendações

Procedimentos escritos para a coleta, processamento,

apresentação adequada e interpretação dos dados devem ser

elaborados. O empenho requerido para essas tarefas não deve

ser subestimado.

Muitas empresas proprietárias de barragens têm arquivos

repletos de grande quantidade de dados, parcialmente

processados ou não, porque não houve tempo ou fundos

suficientes para tais tarefas.

Módulo 2 - QUESTÕES

• Assinalar 3 aspectos importantes no Planejamento da Instrumentação de uma barragem.

• Qual a Entidade no Brasil que deveria estudar as causas dos acidentes e cadastrar a ruptura de barragens?

Sistema de drenagem e cut-off durante construção de

barragem de terra em Portugal na década de 30.