RESUMO
As barragens vm sendo construdas desde a antiguidade para
armazenamento de gua e mais recentemente para gerao de energia
eltrica. A forma de represamento da gua depende de caractersticas
geotcnicas, financeiras e executivas que dependem do construtor e
projetista definirem. A barragem de concreto em arco de dupla
curvatura indicada para vales estreitos com caractersticas
geotcnicas especficas, pois esta se apia na rocha lateralmente e
inferiormente. Proporciona uma reduo no uso de concreto
considervel. Sua aplicao, como em qualquer obra de engenharia
envolve riscos, so citados a Barragem de Malpasset na Frana, que
ruiu e matou centenas de pessoas e a Barragem de Hoover Dam, um
caso de sucesso de barragem de dupla curvatura, localizada nos
Estados Unidos. Palavras-chave: barragem de dupla curvatura,
concreto, Barragem de Malpasset, Barragem de Hoover Dam.
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LISTA DE FIGURASFigura 1. Barragem de concreto em arco de dupla
curvatura. FONTE: Escola de Engenharia
UFRGS.___________________________________________________________________________________
6 Figura 2. Esquema de desvio por tneis. FONTE: Desvio de rios para
construo de barragens. ___ 10 Figura 3. Tnel para desvio de rio.
FONTE: Construo de Barragens. __________________________ 11 Figura
4. Retirada de material deformvel. FONTE: Construo de Barragens.
___________________ 12 Figura 5. Limpeza fina. FONTE: Construo de
Barragens. ____________________________________ 12 Figura 6.
Concretagem. FONTE: Construo de Barragem.
____________________________________ 16 Figura 7. Sequncia de
concretagem em uma barragem. FONTE: Simulao do comportamento de
juntas de barragem.
_______________________________________________________________________
17 Figura 8 - Barragem de Hoover Dam
(Wikipdia)______________________________________________ 18 Figura
9 - Herbert Hoover (Wikipdia 1)
______________________________________________________ 19 Figura 10
- Local da barragem em cerca de 1.904 (BARBOZA et al, 2010)
_______________________ 20 Figura 11 - Inicio das atividades de
construo (Bureau of Reclamation) _________________________ 20
Figura 12 - Tardoz da barragem (Bureau of Reclamation)
______________________________________ 20 Figura 13 - Construo de
tnel. (Bureal of Reclamation)
______________________________________ 21 Figura 14 - Fundaes da
barragem (Bureau of Reclamation) __________________________________
21 Figura 15. Malpasset, 2 de dezembro de 1959. (Fonte:
engenheiro.blogspot.com) ________________ 22 Figura 16. Aps o
desastre. (Fonte: engenheiro.blogspot.com)
_________________________________ 23 Figura 17. Esquematizao da
falha geotcnica da ruptura da barragem (Fonte: COSTA, 2006). ___
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SUMRIO
1. INTRODUO 2. HISTRICO 3. DEFINIO 4. MATERIAIS 5. EXECUO 5.1.
DESVIO DO RIO 5.2. ESCAVAES 5.3. PREPARO DAS FUNDAES 5.3.1. INJEO
DE CONSOLIDAO OU CORTINA DE VEDAO 5.3.2. CONCRETO DENTAL 5.4.
CONCRETAGEM 5.4.1. JUNTAS 6. VANTAGENS E DESVANTAGENS 7. EXEMPLO
IMPLANTADO 8. MALPASSET, FRANA 9. CONCLUSO REFERNCIA
BIBLIOGRFICA
4 4 6 7 7 9 11 12 13 14 15 16 17 18 22 24 26
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1. INTRODUO
Em vrias situaes no mundo a gua considerada um bem de suma
importncia sendo necessrio em muitos casos projetos de engenharia
imprescindvel para que as pessoas possam fazer uso dessa gua.
Inicialmente as barragens destinavam-se apenas a consumo humano e
irrigao, mas com o desenvolvimento tecnolgico, as barragens se
tornaram parte importante da engenharia hdrica, principalmente
quando se deseja explorar o poder energtico da gua. FERNANDES
(2007) define como barragem uma construo destinada reteno de
lquidos e na grande maioria das vezes acumulao de gua. Sua origem
to antiga que ousamos dizer que a histria no consegue estabelecer a
data da primeira barragem construda, o que demonstra a grande
necessidade que o ser humano tem de reservar gua para os mais
diferentes usos. Muitos tipos de barragens so utilizados no mundo,
algumas so mais comuns como as de concreto-gravidade, existem tambm
barragens de aterro e um tipo muito til quando executado em vales a
barragem de concreto em arco de dupla curvatura. A barragem em arco
de dupla curvatura uma soluo muito boa para vales muito fundos,
pode ser utilizada para sanar vrios tipos de problemas e muito
atrativa em lugares rochosos.
2. HISTRICO
As barragens surgiram pela necessidade de armazenamento de gua
para suprir as necessidades no perodo da seca. Ela foi de extrema
importncia para o desenvolvimento. Desde a antiguidade se tem
conhecimento de obras para essa finalidade. Para Melio (2010) o
progresso das formas das barragens em arco, tambm conhecidas como
barragem em abbada, separado em cinco pocas distintas, sendo elas,
romana, mongol, inicio do sculo XIX, o perodo correspondente ao
inicio das obras de concreto e o perodo moderno. A barragem romana
de Glanum foi a primeira barragem em arco a ser construda sendo
usado para o abastecimento de gua da populao. Foi executada
5
na primeira dcada A.C, feita de blocos de pedras conectados por
grampos e preenchidos com um material impermevel. Com
caractersticas que se diferenciavam das barragens romanas por serem
mais espessas e relativamente mais altas as barragens em arco
mongis foram construdas a partir do sculo XIII no Iro. A primeira
foi levantada em 1300 D.C atingindo 26m de altura, a barragem em
arco Kebar. No mesmo perodo em 1600 D.C atingiram uma altura de 60m
com a barragem Kurit. No inicio do sculo XIX introduzem a alvenaria
de pedra para a construo das barragens em arco. Quatro grandes
construes se destacam: Meer Allun, constituda de arcos mltiplos,
feita na ndia em 1804; Jones Falls finalizada em 1831 no Canad com
raio constante, ainda hoje esta em funcionamento, permitindo a
navegao e empregada num aproveitamento hidroeltrico. Zola foi a
primeira em arco a ser projetada a partir de uma analise racional
de esforos e continua ajudando no controle das cheias na Frana e
Parramatta, finalizada em 1856 na Austrlia. Acredita-se que em 1880
a barragem 75 Miles localizada na Austrlia tenha sido a primeira a
ser construda em arco de concreto. O concreto permitiu esboar
contornos mais difceis de maneira a diminuir a quantia de material
e, portanto, o custo total da obra. Foi na Amrica do Norte que se
iniciaram os estudos para otimizao das formas das barragens em
arco. Em 1903 em Nova Iorque nos EUA a barragem Ithaca foi a
primeira barragem em arco de dupla curvatura do mundo. Foi
projetada para possuir 27m de altura, porm a incompatibilidade do
local fez com que ela parasse aos 9m. J em 1928, ainda nos EUA, foi
construda a barragem de Coolidge, a primeira barragem de curvas
mltiplas de dupla curvatura. Hoje em dia, a barragem de arco mais
alta do mundo encontra-se na Gergia, feita em 1980, a barragem de
Inguri possui 272 m de altura. J a maior barragem de arcos mltiplos
possui 214 m de altura e 1314 m de comprimento, encontra-se no
Canad e foi concluda em 1968, chama-se barragem Daniel-Johnson.
Segundo o Jornal Olho Vivo no Brasil, a partir de 1889, com a
proclamao da repblica a imigrao europia foi estimulada. Ocorrendo
um rpido e desordenado crescimento, provocando assim a perca do
controle de consumo de gua. Com isso, a primeira grande barragem de
concreto no Brasil foi a Cabuu, finalizada em 1907, para atender o
estado de So Paulo.
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A nica barragem de concreto com dupla curvatura construda no pas
a barragem do Salto, localizado no estado do Rio de Janeiro. Entrou
em operao em 1969, porm sua construo j vinha sendo planejada desde
as dcadas de 30 com a finalidade de permitir a eletrificao de uma
ferrovia.
3. DEFINIO
A barragem de concreto em arco de dupla curvatura, como o prprio
nome j diz produzida com concreto-massa, no armado, feito em
blocos, sendo que a largura da base deve ser de aproximadamente 25%
da altura, e ainda que a distncia entre as juntas deve ser de
aproximadamente 18 metros. Sua relao comprimento pela altura menor
que 3, e uma das alternativas que requer menor volume de concreto,
e por essas razes esse tipo de barragem alternativa a ser construda
em vales estreitos, com geologia de boa qualidade, segundo
FERNANDES (2007). O principal objetivo da utilizao de dupla
curvatura otimizar a distribuio dos esforos, de forma que possa ser
diminuda consideravelmente as zonas de trao, e assim reduzir tambm
o volume de concreto. importante destacar que a forma curva faz com
que as presses sejam transferidas para as ombreiras. O arco em
questo deve ser apoiado sobre as encostas do vale, como pode ser
observado na figura 1, e por isso a necessidade de uma geologia de
boa qualidade, como j discutido anteriormente.
Figura 1. Barragem de concreto em arco de dupla curvatura.
FONTE: Escola de Engenharia UFRGS.
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Outro aspecto a ser analisado que de acordo com FERNANDES
(2007), apesar da barragem de dupla curvatura ter a geometria com
curvas em planta e sees, a sua construo realizada com formas planas
e os comprimentos dos segmentos correspondem ao comprimento dos
painis de forma.
4. MATERIAIS
Para FERNANDES (2007), a escolha do tipo de barragem feita
considerando diversos aspectos tcnicos, mas principalmente
visualizando a utilizao dos materiais disponveis no local da obra.
A viabilidade da soluo adotada passa pela disponibilidade e
distncia de transporte dos materiais. Assim sempre indispensvel um
bom estudo geolgico-geotcnico para o projeto de uma barragem, prvio
escolha da alternativa. A escolha e o dimensionamento correto dos
equipamentos de escavao, transporte, espalhamento e compactao
fundamental para o sucesso dos trabalhos. Para tal indispensvel que
se tenha um detalhamento das quantidades dos trabalhos por cada
etapa de construo, devendo ser definido atravs de uma cota do
volume de diferentes atividades (aterro em solo, argila de ncleo,
enrocamento, filtros etc), de maneira a permitir projetar os
acessos dos equipamentos a cada nvel dos trabalhos no corpo da
barragem com rampas compatveis.
5. EXECUO
Historicamente, as tcnicas para construo de barragens de
concreto podem ser agrupadas em cinco alternativas bsicas, ao longo
de seu desenvolvimento:
Pedra argamassada Concreto ciclpico Concreto convencional em
blocos Concreto convencional em camada estendida Concreto
compactado com rolo CCR
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As duas primeiras alternativas de metodologias construtivas
(pedra argamassada e concreto ciclpico) esto, com raras excees,
ultrapassadas e abandonadas. As demais opes so atuais e a deciso
por uma delas depende de fatores que envolvem:
Concepo estrutural Dimenso da estrutura Custos comparativos
Deve ficar entendido que, para algumas estruturas, ou parte
delas, como por exemplo, nas casas de fora e no vertedouro, o uso
de concretos e de mtodos convencionais um imperativo. As
metodologias que so discutidas a seguir levam em considerao a
possibilidade de poderem ser concorrentes entre si e tambm com
barragens de terra ou enrocamento. No h uma definio para esta
metodologia clssica de construo de barragens, que teve incio no
final do sculo XIX, tendo recebido grande desenvolvimento
tecnolgico na dcada de 1930 com a construo da barragem de Hoover,
no rio Colorado (EUA). A Barragem em Arco com Dupla Curvatura
alternativa a ser construda em vales estreitos, com geologia de boa
qualidade. Por suas caractersticas tcnicas dentre todas as
alternativas, a que requer o menor volume de concreto,
aproximadamente 50% a 55% em relao barragem gravidade convencional.
alternativa para stios estreitos, com relao comprimento/altura
menor que 3. Sua estrutura em concreto massa, no armado, em blocos
com largura da base aproximadamente igual a 25% da altura e
distncia entre juntas de
aproximadamente 18 metros. A sua geometria complexa e a dupla
curvatura utilizada para otimizar a distribuio dos esforos,
limitando ao mximo as zonas de trao e minimizando o volume de
concreto. necessrio um concreto mais rico e o prazo de execuo maior
que os para as barragens gravidade. Permite sistemas de desvios
mais curtos. Muitas barragens de gravidade tm uma ligeira curvatura
em planta, no s porque muitas vezes exigida pela topografia local,
mas tambm projetada com a finalidade de provocar presses
tangenciais no arco, sob o efeito da presso dgua do reservatrio, de
tal forma que possam compensar a retrao do concreto.
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Segundo FERNANDES (2007), alguns aspectos permanecem na construo
dos diferentes tipos de barragens.
5.1.
DESVIO DO RIO
Um servio extremamente importante para a execuo da fundao em
rios perenes ou macios rochosos sempre passa por uma etapa muito
importante que o desvio do rio, obra necessria para que se permita
a escavao a seco das fundaes e isso condiciona a construo, seja de
um tnel, adufa, galeria ou outra estrutura que permita secar o
leito do rio no trecho a ser escavado. Normalmente esta estrutura
permanece por determinado tempo de recorrncia estabelecido de comum
acordo entre o empreendedor, projetista, construtora e seguradora.
Mas ROCHA (2006) lembra que apesar de apresentarem carter
provisrio, so de extrema importncia, pois definem como a construo
ser executada e garantem segurana sua construo, dentro de riscos j
imaginados e esta deve ser a mais econmica possvel. FERNANDES
(2007) relembra que a estrutura de desvio deve ser concebida em
conjunto com construtor e projetista, pois devem existir recursos e
tempo para que se construa com eficincia e segurana. O conhecimento
do nvel do rio ao longo da construo da barragem importante, pois
podem ocorrer casos em que o desvio seja utilizado apenas em
perodos de chuva intensa, mas deve permanecer o cuidado no
cumprimento da tarefa. As principais estruturas utilizadas para o
desvio do fluxo de gua so: Ensecadeiras; Tneis; Canais; Galerias;
Vertedouro com soleira rebaixada; Circuito hidrulico de gerao. As
ensecadeiras geralmente so as mais utilizadas, pois elas devem ser
combinadas a outro elemento, como tneis por exemplo. Este mtodo
desvia o rio para o canal que transpe a gua e cria uma rea seca
para a realizao das escavaes.
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Segundo ROCHA (2006), funcionam como barragens provisrias, mas
apesar de terem basicamente a mesma funo h grandes diferenas entre
elas, como exemplo a vida til menor devido a sua funo e operao. A
escolha e o dimensionamento da ensecadeira dependem de fatores
fsicos, tais como a topografia, a geologia e a hidrologia, mas
tambm dependem de caractersticas da barragem a ser construda, o
cronograma da obra e os riscos aceitveis. As ensecadeiras em geral
so constitudas de material disponvel no local da obras e os tipos
mais utilizados so: Enrocamento e terra (mais comuns); Celulares;
Com cortina impermevel; Ensecadeira galgvel; Ensecadeira
incorporada. A ensecadeira deve permitir uma rea seca adequada para
que ocorra toda a movimentao de equipamentos e construo de
estruturas, conforme seja necessrio. As estruturas de desvio devem
se acomodar ao perfil das estruturas permanentes. Os desvios para
barragens de concreto de dupla curvatura geralmente ocorrem por
meio do conjunto ensecadeira e tnel, pois este tipo de obra de
conteno geralmente aplicado em locais estreitos em meio a macios
rochosos com boas caractersticas geotcnicas, e o desvio por meio de
tneis requer ateno especial e obriga o construtor ter equipes
especializadas em escavao subterrnea.
Figura 2. Esquema de desvio por tneis. FONTE: Desvio de rios
para construo de barragens.
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FERNANDES (2007) recomenda a observao cuidadosa das paredes do
tnel para garantir sua estabilidade sob o fluxo dgua e a seco, pois
o projeto da escavao deve ser compatvel com o corpo e a natureza do
barramento. Quando as paredes do tnel se desmembram facilmente, se
houver viabilidade econmica, pode-se recobrir as laterais com uma
camada de cimento para que a gua escoe com facilidade.
Figura 3. Tnel para desvio de rio. FONTE: Construo de
Barragens.
5.2.
ESCAVAES
O projeto da escavao deve ser compatvel com o corpo e natureza
do barramento. Segundo FERNANDES (2007), na maioria dos casos se
busca uma fundao em rocha, mas eventualmente esta condio no pode
ser atendida e o projetista deve especificar as condies mnimas a
serem alcanadas, bem como o tratamento da fundao necessrio para
garantir a estabilidade e estanqueidade da barragem.
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Figura 4. Retirada de material deformvel. FONTE: Construo de
Barragens.
Uma vez terminada a escavao das ombreiras e fundao as mesmas
devem ser limpas e tratadas para receber o corpo do barramento.
Deve ser retirado qualquer material deformvel at que se chegue
rocha s. As laterais do vale tambm devem ser escavadas e limpas at
que se atinja a condio desejada para a ombreira.
Figura 5. Limpeza fina. FONTE: Construo de Barragens.
5.3.
PREPARO DAS FUNDAES
O preparo das fundaes executado de acordo com as normas usuais
para estruturas de concreto e so realizados antes do lanamento das
primeiras camadas. O tratamento da fundao, normalmente requerendo
injees, deve ser executado com extremo cuidado, por pessoal
especializado. O tratamento das fundaes consiste em injeo de
consolidao e cortina de vedao. Como conseqncia das maiores
solicitaes das fundaes tpicas de barragem em arco, estes
tratamentos so mais extensos e mais criteriosos.
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5.3.1. INJEO DE CONSOLIDAO OU CORTINA DE VEDAO
So injees, na maioria das vezes de cimento, executados a partir
de redes de galerias escavadas nas ombreiras, e que ficam logo
abaixo da fundao da barragem no macio rochoso, com a finalidade de
diminuir a passagem de gua abaixo da barragem e prevenis eventuais
riscos. As injees podem ser realizadas a cu aberto e eventualmente
atravs de galerias, o que dificulta extremamente o trabalho, mas em
alguns casos so inevitveis. Estas galerias so executadas durante a
fase de escavao das ombreiras e os servios de injeo devem
prosseguir paralelamente sem causar interferncia com as atividades
de execuo do concreto da b arragem. Segundo GOMES (2008), as
principais finalidades da injeo de cimento so tornar o macio
rochoso impermevel e consolidado, pois podem existir eventuais
fraturas, reduzir a descarga fretica e controlar a presso da gua
nas fraturas a jusante da barragem. ROCHA (2006) indica que alguns
mtodos possveis de serem aplicados so a injeo de calda de cimento,
cut-offs, paredes diafragmas, mantas asflticas e mantas de material
plstico de alta densidade. A cortina pode ser
executada em tneis ou galerias ao longo dos encontros. Estas
galerias so executadas durante a fase de escavao das ombreiras e os
servios de injeo devem prosseguir paralelamente sem causar
interferncia com as atividades de execuo do concreto da barragem.
FERNANDES (2007) adverte que o planejamento das injees deve ser
conduzido com assistncia do projetista que as especificou de
maneira a atingir os objetivos, e GOMES (2008) completa que como so
vrios os fatores que influenciam esse processo como: natureza do
macio rochoso, quantidade de gua perdida pela fundao, riscos de
eroso interna, efeito das injees no alvio do sistema de drenagem
profunda para reduzir as subpresses no macio de fundao, altura da
barragem, etc., a correta execuo deste servio, que reduz a perda de
gua por infiltrao, extremamente importante, pois sobre esta rocha
estabilizada que ir assentar a fundao, garantindo a estabilidade
e
operacionalidade da barragem. Perfurao dos furos na rocha
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- Limpeza do furo e do local - Ensaio de Perda dgua -
Bombeamento da calda de cimento para dentro dos furos. O programa
de injeo deve ser o mnimo necessrio para evitar a percolao de gua
por eventuais erros em sua execuo. A consolidao executada com
profundidade entre 6 e 15 metros, dependendo das condies do local.
A cortina de injeo normalmente executada com o uso de altas presses
e a grandes profundidades. A profundidade depende das
caractersticas da fundao, mas varia tipicamente entre 30% a 70% da
carga hidrulica. A fim de permitir altas presses, a cortina de
injeo usualmente executada a partir da galeria de fundao da
barragem, ou do topo de concreto parcialmente lanado. No caso de se
permitir usar baixas presses na parte superior da cortina, ela pode
ser executada a partir da fundao, antes do lanamento de concreto e
complementada por segmentos menores a partir da galeria, para
complementar a conexo da barragem cortina.
5.3.2. CONCRETO DENTAL
Como parte do tratamento deve ser executado o concreto dental
que eliminar as irregularidades da fundao e ombreiras permitindo
que o aterro sobre as mesmas no deixe vazios e permita uma boa
compactao. Como a construo de barragens requer grande movimentao de
materiais o planejamento de escavao e transporte de materiais
fundamental. A depender das quantidades e distncias de transporte a
escolha dos equipamentos de transporte pode variar de simples
caminhes basculantes convencionais a transporte por correias
transportadoras, passando por motoscrapers, caminhes fora de
estrada ou outros intermedirios ou especializados. No caso de
pequenos volumes em grandes distncias, algumas vezes circulando por
vias existentes o uso de caminhes convencionais adequado,
entretanto quando a jazida est suficientemente prxima, a utilizao
de correias transportadoras pode ser a soluo mais interessante. O
uso de caminhes especializados para rocha (com caambas reforadas e
sem tampa traseira), para
15
argila (com cantos arredondados e revestidos com material
antiaderente) ou para solo em geral beneficiar a produtividade. A
escolha e o dimensionamento correto dos equipamentos de escavao,
transporte, espalhamento e compactao fundamental para o sucesso dos
trabalhos. Para tal indispensvel que se tenha um detalhamento das
quantidades dos trabalhos por cada etapa de construo, devendo ser
definido atravs de uma curva cota volume das diferentes atividades
(aterro em solo, argila de ncleo, enrocamento, filtros etc), de
maneira a permitir projetar os acessos dos equipamentos a cada nvel
dos trabalhos no corpo da barragem com rampas compatveis.
5.4.
CONCRETAGEM
A concretagem deve ser iniciada quando a concluso das escavaes
obrigatrias da fundao e leito do rio estiverem concludas, assim
como as instalaes industriais para produo do concreto e todo o
sistema de transporte e lanamento. As concretagens so executadas em
camadas sucessivas com altura de 2 a 3 metros de altura. O concreto
lanado, na maioria dos casos, por meio de cabo areo, com capacidade
da ordem de 27 toneladas para permitir a utilizao de caambas de 9
m. Com o uso de cabos areos sempre conveniente a implantao das
centrais de concreto prximo crista da barragem, pois como se trata
de grandes massas de concreto o controle trmico fundamental, e este
concreto precisa ser prrefrigerado e costuma-se reduzir a
temperatura de lanamento a cerca de 18 C. Tambm comum a previso de
serpentinas de gua gelada imersas no concreto a aproximadamente
cada trs metros para promover o ps-resfriamento e dissipar o calor
de hidratao liberado durante a cura do concreto. Esse resfriamento
necessrio, pois se resfriado naturalmente, devido s dimenses de uma
barragem, demoraria muito tempo, e as tenses internas fariam com
que a estrutura desmoronasse. Os blocos so executados pelo sistema
de lderes e seguidores e o ritmo de lanamento das camadas de 2 a 3
camadas e excepcionalmente 4 camadas por
16
ms, dependendo da capacidade das instalaes de produo de
transporte e lanamento do concreto. As juntas verticais entre os
blocos so normalmente providas de chaves para aumentar a resistncia
ao cisalhamento entre estes e normalmente so injetadas aps o
resfriamento do corpo da barragem, abaixo da temperatura mnima
ambiente e feita por etapas de acordo com o avano da concretagem.
Apesar da Barragem em duplo arco ter a geometria com curvas em
planta e sees, as formas usadas em sua construo so planas. Os
comprimentos dos segmentos correspondem ao comprimento dos painis
de frma.
Figura 6. Concretagem. FONTE: Construo de Barragem.
5.4.1. JUNTAS
Na concepo de barragem de concreto em arco de dupla curvatura
devem ser previstas juntas, que separam as zonas de concretagem e
geram os blocos que so visualizados na construo e aps o trmino da
barragem. As juntas de contrao nas barragens so necessrias, pois
permitem a liberao de tenses facilitando a resposta da estrutura s
variaes de temperatura e a assentamentos da fundao, no entanto so a
causa de muitos problemas no projeto e execuo de barragens de
concreto.
17
Figura 7. Sequncia de concretagem em uma barragem. FONTE:
Simulao do comportamento de juntas de barragem.
Em barragens, onde se requer estanqueidade dos blocos e
significativa a quantidade de juntas, talvez um dos servios mais
trabalhosos e polmicos, pois a pelcula esbranquiada, ou nata,
inimiga maior da aderncia, deve ser eliminada. Sua formao acontece
por um perodo de trs a quatro horas aps a concretagem, se o
concreto ainda estiver mido, a remoo feita mais facilmente
imediatamente aps, por jato de gua, rastelo ou com escovas metlicas
(no em barragens que o processo mais rigoroso e ir requerer o jato
gua/ar em alta presso, tambm mais produtivo). Alm de diminuir a
aderncia entre um bloco e outro GENSIO (1993) destaca que as juntas
no concreto ocorrem por dissipao de calor de hidratao, assim
ocorrem variaes volumtricas originadas pela cura que ocasionam
outro problema: a fraturao em blocos de elevadas dimenses; e quanto
maiores os blocos maiores sero as fraturas. Assim os projetistas vm
preferindo concretar blocos de dimenses menores por vez, para obter
juntas espaadas no mximo em 20 metros, sendo mais freqentes
espaamentos de 15 metros.
6. VANTAGENS E DESVANTAGENS
Este tipo de barragem tem uma grande vantagem em relao s outras
barragens de concreto no custo de execuo, segundo Massad (2003)
esse tipo de barragem tem formato de casca, o que possibilita que o
concreto trabalhe somente na compresso, isso faz com que a seus
apoios sejam mais solicitados, assim temos uma desvantagem onde s
se torna mais vivel sendo executada em local onde se consiga uma
fundao com rocha de boa qualidade.
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Na dupla curvatura tem-se grande vantagem devido curvatura
horizontal e vertical. A curvatura horizontal permite a transmisso
do impulso da gua s ombreiras. Tendo a vantagem de ter a altura
maior que a largura, em contrapartida a desvantagem de ser
executado com maior eficincia em vales estreitos. O fato de busca
rocha s faz com que se tenha muita escavao aumentando a
profundidade da fundao e exigindo muito da mesma.
7. EXEMPLO IMPLANTADO
Um exemplo construdo de barragem em arco de concreto a barragem
da Usina Hidreltrica de Hoover Dam (Figura 8), ou tambm conhecida
como Boulder Dam. Ela consiste em uma barragem de arco instalada
Black Canyon do rio Colorado (EUA), na divisa entre os estados de
Arizona e Nevada. Na poca de sua construo, em 1.936, esta foi a
maior estrutura de concreto j produzida pelo homem. Esta leva o
nome de Herbert Hoover, ex-presidente dos EUA, o qual foi
fundamental para construo da mesma. Sua construo foi iniciada em
1.931, e teve fim em 1936, com um prazo de pouco mais de dois anos
antes do previsto. O reservatrio criado pela barragem denomina-se
Lake Mead, homenagem a Elwood Mead, supervisor da construo da
barragem.
Figura 8 - Barragem de Hoover Dam (Wikipdia)
19
A barragem possui um comprimento de 1.244 ps (aproximadamente
319 m.), uma altura de 726,4 ps (aproximadamente 221 m.), e uma
largura na base de 660 ps (aproximadamente 201 m.). O reservatrio
possui uma capacidade de 35,2 km de gua, e uma superfcie de 640 km,
em gerao de energia, a sua hidreltrica possui 17 turbinas
principais, com uma capacidade instalada de 2.078 MW e uma gerao
anual de 4.000 GWh. Sua construo custou 49 milhes de dlares, e
mantida atualmente pela U.S. Bureau of Reclamation Reclamation). A
primeira tentativa da aprovao da construo da usina aconteceu em
1.922, atravs da introduo de dois projetos de lei na Cmara dos
Deputados e do Senado. Em dezembro de 1.928 o projeto conseguiu
aprovao, e a lei que cria o Projeto de Boulder Canyn foi assinado
pelo ento presidente Calvin Coolidge. A dotao oramentria para
construo foi feita em 1.930, com o agora ento presidente Hebert
Hoover (Figura 9). (Bureau of
Figura 9 - Herbert Hoover (Wikipdia 1)
Para construo da barragem, foi contratada a Six Companies, Inc.,
uma joint venture formada pelas empresas: Morrison-Knudsen Company
de Boise, Idaho, Utah Construction Company de Ogden, Utah, Pacific
Bridge Company de Portland , Oregon, Henry J. Kaiser & WA
Empresa Bechtel de Oakland na Califrnia, MacDonald & Kahn Ltd.,
de Los Angeles, e a empresa JF Shea de Portland, Oregon. O
presidente executivo dessa empresa, Frank Crowe, j tinha inventado
muitas das tcnicas usadas na construo. Na figura 10 pode ser visto
o rio local da barragem antes da construo.
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Figura 10 - Local da barragem em cerca de 1.904 (BARBOZA et al,
2010)
Figura 11 - Inicio das atividades de construo (Bureau of
Reclamation)
Figura 12 - Tardoz da barragem (Bureau of Reclamation)
Durante a construo, se fosse lanado em uma s vez, o concreto
duraria aproximadamente 125 anos para curar, pelos clculos da
empreiteira. Ento, foi
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necessria a insero de tubos metlicos no concreto, por onde
corria a gua do rio, de forma a acelerar o processo de cura. Para o
desvio do rio antes do incio das construes, foram construdos quatro
canais como o que pode ser visto na figura 13. Aps o desvio de rio,
iniciouse o trabalho para escavao das fundaes, que pode ser visto
na figura 14. Foi necessrio a retirada do leito e todas as camadas
de eroso e materiais slidos do rio, at que a rocha seja atingida,
durante este trabalho, cerca de 1,150 milhes de m de materiais
foram . Devido ao formato da barragem, as paredes verticais tambm
devem suportar esforos, portanto, as paredes lateriais tambm foram
escavadas, de forma a alcanar a rocha e nela apoiar a
estrutura.
Figura 13 - Construo de tnel. (Bureal of Reclamation)
Figura 14 - Fundaes da barragem (Bureau of Reclamation)
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O lanamento do concreto teve incio em 6 de junho de 1.933, e
para tal, devido a magnitude da obra, foram experimentados diversos
procedimentos. Cura, resfriamento desigual e contrao do concreto
foram ento um problema srio a ser resolvido pelos engenheiros da
obra. A resoluo de tal processo constituiu no resfriamento do
concreto atravs dos tubos metlicos de 1 polegada, por onde passava
a gua do rio, este sistema foi desenvolvido por John L. Savage. Os
geradores da usina de Hoover Dam comearam a transmisso de
eletricidade em 26 de outubro de 1.936, com o inicio das atividades
dos 16 geradores previstos inicialmente, e em 1.961 foi adicionado
um outro, totalizando os 17 geradores em atividade atualmente.
8. MALPASSET, FRANA
No estudo de uma barragem, podemos observar e prevenir a
ocorrncia de acidentes que, em sua maior incidncia, so decorrentes
da ruptura, fato que depende do tipo de barragem, seja em obras de
terra, concreto ou de enrocamento. Acidentes em barragens so raros,
se forem estimados em razo da quantidade de barragens existentes ao
redor do mundo. O que ocorre geralmente nos incidentes a decorrncia
de uma chuva excepcional que leva a ocorrer um efeito de vertedouro
na barragem, dando passagem por cima da parede. Alm disso, pode vir
a ocorrer o colapso da estrutura por m operao ou execuo. o que se
pode observar no acidente que ocorreu na barragem de Malpasset, na
Frana, em 1959 quando a fundao se movimentou e houve o rompimento
da estrutura subitamente. A onda dgua resultante da ruptura matou
mais de 450 pessoas (KOCHEN, 2010).
Figura 15. Malpasset, 2 de dezembro de 1959. (Fonte:
engenheiro.blogspot.com)
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Esta barragem, construda em concreto em arco de dupla curvatura
tinha uma altura de 60 metros e comprimento de 223 metros. Em sua
fase de projeto, os estudos geolgicos e hidrolgicos demonstraram
que o local era adequado para receber tal obra, embora com algumas
opinies contrrias. Conforme Costa (2006), a fundao vista jusante da
barragem (lado direito) era rochosa, que parecia ser impermevel. Do
lado esquerdo foi necessrio construir uma parede de concreto para
melhor interao com o arco da barragem. Com o enchimento do
reservatrio no inverno, em decorrncia de chuvas intensas, o nvel da
gua subiu rapidamente cerca de 5 metros, causando o aumento da
presso da gua sobre a barragem. Foram encontradas fissuras na base
da barragem, jusante, mas as mesmas no foram investigadas. Duas
semanas aps a identificao destas fissuras, houve ento o
escorregamento de uma cunha do macio de fundao e, com o movimento
da estrutura, a barragem ruiu. A ruptura foi instantnea e toda a
gua da albufeira foi liberada sobre a populao residente nas reas
circunvizinhas. O que restou da estrutura pode ser visto na figura
15.
Figura 16. Aps o desastre. (Fonte: engenheiro.blogspot.com)
Numerosos estudos foram realizados, pois no havia histrico
relativo a tamanha catstrofe na poca. Aps as investigaes, pde-se
concluir que as fissuras encontradas anteriormente eram oriundas de
uma falha tcnica jusante da barragem, que no foi averiguada devido
profundidade da fundao (figura 16). Combinada a esta falha e elevao
das subpresses, as superfcies de baixa resistncia proporcionadas
pela xistosidade levaram ao escorregamento da cunha de fundao.
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Figura 17. Esquematizao da falha geotcnica da ruptura da
barragem (Fonte: COSTA, 2006).
9. CONCLUSO
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Barragem em arco de dupla curvatura so formas construtivas
modernas, proporcionam especficas. Em Malpasset, na Frana, ocorreu
um acidente catastrfico em virtude da m execuo na fundao. Mas h
obras de sucesso, como a barragem de Hoover Dam, que foi construda
em pouco tempo para a poca, e est em pleno funcionamento at hoje.
Com a pequena possibilidade de ocorrncia de um acidente de nvel
extremo, possvel e torna-se necessrio um estudo prvio a cerca das
consequncias que podem vir tona no caso de uma ruptura de barragem.
Mas, apesar disso, as obras de engenharia no tm recebido a ateno
que merecem no que tange a preveno de todos os possveis acidentes.
Em se tratando de obras de grande porte e com alto custo de execuo
e operao, o que se deveria incorporar na execuo de tal
empreendimento seria, por exemplo, a simulao de desastres, segundo
o estudo das probabilidades de cada um ocorrer e o nvel de
comprometimento da estrutura, alm do estudo adequado da hidrologia
da regio em questo com perspectivas para a segurana da obra no
futuro. economia de concreto, mas exigem condies geotcnicas
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