ESTRATEGIAS DE PLANEJAMENTO ADOTADAS NA

CONSTRUCAO DE ITAIPU

Jose Marcos DonadonUNICON - Uniao de Construtoras Lida

RESUMO

Seria necessario um livro de pelo menos mil paginas para descrever, comdetalhe, o planejamento das diversas fases da construgao civil de Itaipu.Entretanto, a intengao deste trabalho foi relacionar, dentro do vasto universo supramencionado e narrar, de modo resumido, os principais casos relerentes ao temaIll do presente Seminario, ou seja, aqueles em que foi fundamental se langar maode estrategias de planejamento que promovessem otimizagao em projeto e desequencia/metodos construtivos, visando economicidade de recursos e detempo.

1. INTRODUcAO

A entidade ITAIPU BINACIONAL em conjunto com os Cons6rcios:

IECO-ELC (coordenagao)

THEMAG/PROMON/ENGEVIX/HIDROSERVICE-GCAP (projeto)LOGOS/ENGE-RIO - GCAP ( planejamento)

UNICON - CONEMPA (construgao civil),

desenvolveram, durante a construgao civil da maior Usina Hidreletrica do mundo estrategias de planejamen-to que propiciaram otimizagao em projeto e de sequencia/metodos construtivos, promovendo assim grandeeconomicidade de recursos e, principalmente,de tempo.

2. OBJETIVO

Presta-se este trabalho a descrever, resumidamente, quais foram as principais estrategias de planejamentodesenvolvidas neste sentido, na construgao civil de Itaipu.

3. ESTRATEGIAS DE PLANEJAMENTO

3. I Diferenciagao das atividades

No planejamento geral da obra, a chave foi diferenciar as atividades criticas das nao criticas.Com relagao as atividades consideradas criticas para a operagao da Usina, ou seja , o desvio do rio e aconstrugao da Barragem Principal e da Casa de Forga, o planejamento estudou e definiu providencias,prazos, metodos construtivos, sequencias de construgao e dimensionamento de equipamentos, necessariosao cumprimento das metas eslabelecidas.

As atividades consideradas criticas foram:

- Escavagao do Canal de Desvio;- Instalagoes Industrials de Concreto na Margem Esquerda;

- Construgao da Estrutura de Desvio;- Execugao das Ensecadeiras Principais;

- Construgao da Casa de Forga e da Barragem Principal no leito do rio.Com relagao as atividades consideradas nao criticas, o planejamento estudou e definiu sequenciacronol6gica e metodos construtivos mais adequados, tendo em vista a minimizagao dos picos de produgao,o melhor aproveitamento do pessoal, instalagoes e equipamentos e a condigao mais favoravel de aplicagaode materials.As atividades consideradas nao criticas foram:

- Execugao da Barragem de Enrocamento;- Execugao da Barragem de Terra;

- Concretagem dos blocos da Barragem Principal fora do leito do rio;

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- Instalacoes Industriais de Concreto na Margem Direita;- Construrao do Vertedouro e da Barragern lateral Direita.

3.2 Capacidade das Instalacoes Industriais0 planejamento dos equipamentos e instalagoes industrials do Canteiro de Obras de Itaipu seguiu aestrategia de cumprir rigidamente as metas estabelecidas no apertado cronograma geral, resultando em des-comunais capacidades nominais de produgao, a saber:

- 6 Centrals de Concreto TIB-JOHNSON com capacidade total de 1.080 m3/h;

- 2 Centrals de Britagem BARBER-GREENE (M.E.) e FAO (MD) com capacidade total de 3.600 t/hde britagern primaria e 2.160 t/h de rebritagem;

- 2 Centrais de Refrigeragao SULZER-TIB com capacidade total de 54 t/h de gelo em escamas e5.460 m3/h de agua gelada;

- 7 Cabos Aereos PHB com capacidade total de langamento de concreto de 756 m3/h;

- 2 Conjuntos de Monovias ISOMONTE-SALZGITTER-TRANSLIFT, com capacidade total detransporte de concreto de 900 m3/h;

- 17 Guindastes de Torre PEINER, com capacidade de: 125 t.m (1), 180 t.m (1), 355 t.m (2), 710 t.m(8) a 1.401 t.m (5);

- 1 Bateria de Silos TIB com capacidade de 12.000 t de cimento e 2.000 t de "fly-ash".

- Rede Eletrica com carga total instalada de 69.450 kVA em 13,8 e 23 kV;

- Rede Hidraulica com vazao total de 1.000 I/s de agua bruta;

- Central de Carpintaria corn capacidade total de beneficiamento de madeira de 240.000 ml/mes;

- Central de Armagao com capacidade total de beneficiamento de Ferro redondo de 10.000 t/mes;

- Fabrica de Pre-Moldados equipada com dosadora de agregados e sistema de cura a vapor corncapacidade de produzir ate 3.000 m3/mes em pegas de concreto pre.moldado;

- 18 Escavadeiras de grande porte, sendo 4 eletricas BUCYRUS-ERIE 195 B com cagamba de 13jd3, 5 hidraulicas O&K RH-75 e 9 frontais CATERPILLAR 992B, Codas com cagamba de 10 jd3;

- 116 Caminhoes Basculantes Fora-de-Estrada, sendo 40 WABCO W-75 com capacidade de 75 t,45 TEREX 3309 de 62 t, 22 TEREX R-35 de 35 t e 9 TEREX R-22 de 22 t;

- 37 Caminhoes "Dumpcret", sendo 10 SCANIA-VABIS com capacidade de 6 m3, 9 TEREX R-22 de 63 e 18 MERCEDES-BENZ de 3 m3m .

0 perfeito funcionamento desses gigantescos equipamentos e instalagoes principals permitiu que fossemrigorosamente cumpridas as apertadas metas estabelecidas pela ITAIPU BINACIONAL, tendo sido atin idas

Sas incomuns produgoes mensais de pico de 1.998.803. m3 de Escavagao Comum, 1.295.414 m deEscavagao em Rocha, 2.007.679 m3 de Langamento de Argila, 1.321.595 m3 de Langamento de Enrocamentoe 339.773 m3 de Langarpento de Concreto.

3.3 Avango das Ensecadeiras Principals

Na parte mais profunda do leito do rio Parana, localizada mais proxima a sua margern esquerda, foramdetectadas depressoes preenchidas com depositos aluvionares de areia Tina de ate 10 m de espessura, areiaessa que certamente comprometeria a vedagao das Ensecadeiras. A remogao dessa areia por dragagemseria tarefa extremamente diffcil, pois a lamina d'agua sobre ela chegava a 50 m de espessura e tinha umavelocidade superficial da ordem de 2 m/s.

A estrategia de planejamento adotada foi langar antecipadamente os diques de enrocamento das En-secadeiras, a partir da Margem Direita, ate estrangular a segao de escoamento a ponto de o aumento davelocidade da agua carregar as depositos de areia.

0 avango dos referidos diques foi cuidadosamente planejado em Modelo Reduzido, de modo que elespropiciassem a limpeza da areia sem que eles proprios sofressem erosao pela aceleragao do fluxo hidraulico.

E a operagao foi coroada pelo mais completo exito: quando terminou o esgotamento do recinto, a infiltragaoatraves das Ensecadeiras foi tao desprezfvel que dispensou as pesadas injegoes de cimento previstas paraelas. Este fato nao sb comprovou que toda a areia havia sido removida pela agua, como tambem atestou asexcelentes condigoes de auto-adensamento que o nucleo de argila alcangou (argila essa langada em gran-des volumes diretamente na agua por meio de escorregamentos sucessivos).

3.4 Ensecadeiras Provisbrias em Arco

0 interior recem-escavado do Canal de Desvio, onde se desenvolvia a concretagern da Estrutura de Controlede Desvio, era protegido por 2 septos de rocha natural (montante e jusante), que delimitavam a area dasescavagoes a seco das areas das escavagoes submersas de entrada e salda do referido Canal. 0 tempo

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necessario a remocao desses septos era proibitivo por localizar-se no caminho critico do desvio do rio.A estrategia de planejamento adotada para tornar essa remogao paralela a concretagem das Aberturas deDesvio, tirando-a portanto da linha crftica do cronograma, foi construir 2 Ensecadeiras Provis6rias em Arco,de concreto nao armado, com a rapidez das formas deslizantes, e com furos verticais para posterior car-regamento com explosivos.

E no dia 20 de Outubro de 1.978 esses Arcos foram detonados, com uma planejada defasagem de algunssegundos entre o de montante e o de jusante , para que o "encontro das Aguas " nao ocorresse dentro das 12Aberturas de Desvio ou Adufas.

3.5 ModulagAo de Comportas

Uma estrategia de planejamento adotada em Itaipu que se tornou notavel pela economia de recursos em queresultou foi a modulagao da segao retangular das Tomadas d'Agua com a das Aberturas de Desvio, de modoa utilizarem as mesmas Comportas de Servigo e "stop-logs".

Este planejamento permitiu que o enchimento do Reservat6rio fosse feito com apenas 8 das 20 Tomadasd'Agua (1 a 6, 14 e 15) equipadas com suas Comportas de Servigo, tendo sido as 12 restantes fechadas comarcos provis6rios de concreto armado de 55 cm de espessura.

Ap6s a concretagern das Adufas, suas 12 comportas foram igadas por uma barcara-guindaste atrav6s decabos que a elas foram fixadas antes do enchimento do lago. A medida que cada uma delas la sendo ins-talada na sua correspondente Tomada d'Agua, o respectivo arco is sendo demolido a frio, com rompedorespneumaticos e magaricos oxi-acetilenicos.

3.6 Balango de Rocha

A rocha provenience das escavagoes obrigat6rias de Itaipu (Canal de Desvio, Canal de Fuga, Vertedouro efundagoes da Barragem Principal e da Casa de Forga) teve 3 distintas aplicagoes:

- Construgao das Ensecadeiras Principais;

- Construgao da Barragem de Enrocamento;- Britagern (para produgao de agregado graudo nos diametros de 19, 38, 76 e 152 mm e areia

artificial, destinados aos 12.570.000 m3 de concreto de Itaipu).0 balango de rocha da obra foi planejado com tal perfeigao, que dos 32.066.000 m3 escavados, rests hojeapenas um estoque de agreclados exatamente suficiente para produzir todo o concreto remanescente daUsina, incluindo os 53.000 m de concreto de 2° estagio necessarios as Unidades 9A e 18A (na hip6tese deno futuro a ELETROBRAS vir a definir a instalagao dessas 2 unidades adicionais de 700 MW em Itaipu).

3.7 Execugao de Chavetas

Foram escavados pogos de grande diametro no recinto ensecado, na parte mais profunda das fundagoes daBarragem Principal, cuja cota de projeto de escavagao era 40 m acima do nivel do mar.Esses pogos permitiram que fosse detectada uma falha ou regiao de rocha cisalhada na cota 20, entre 2 der-rames basalticos, cuja espessura chegava a 30 cm preenchidos com fragmentos de rocha e argila altamenteplastica, o que impossibilitava a fundagao da barragem.

A solugao convencional seria a escavagao adicional desses 20 m de espessura de rocha ate a remogao dazona cisalhada.

Esse procedimento causaria um duplo atraso no caminho critico da construgao da Barragem Principal deItaipu: a escavagoo de rebaixamento da fundagao e a volta com concreto-massa da coca 20 a 40. Isso semfalar nos custos desta escavagoo e concretagern adicionais.

A estrategia de planejamento que evitou esse duplo atraso foi o tratamento da zona cisalhada atrav6s daabertura de uma malha composta de 8 tuneis transversais e 8 longitudinais ao fluxo e da imediata con-cretagem dos mesmos.

Foi o chamado "chavetamento" das fundag6es, que permitiu o infcio dos blocos na coca 40 e pode ser exe-cutado em paralelo com o alteamento dos mesmos gragas a um rigoroso controle de vibragoes durante asdetonagoes de escavagoo dos tuneis.

3.8 A Ponte de Jusante

0 planejamento da execugao de 6.000.000 m3 de concreto com 7 Cabos A6reos em Itaipu foi possivel devidoa grande varredura das frentes de concretagem na diregao do fluxo, que chegava a 150 m na base daEstrutura de Desvio e a 273 m na base da Barragem Principal com a Casa de Forga.

Mas sabia-se que num dado estagio da concretagem, esses equipamentos longitudinais de langamentodeveriam ser substitufdos por equipamentos puntuais (Guindastes de Torre), estagio esse determinado pelaredugao da varredura das frentes devido a aproximagao dos paramentos de montante e jusante, e pelapr6pria interferencia fisica entre os blocos e a catenaria dos Cabos Aereos.

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A estrategia de planejamento aqui utilizada foi projetar o caminho de rolamento dos Guindastes na chamada"Ponte de Jusante", na el. 144, apoiada alternadamente nos trechos macigos dos blocos da Barragem Prin-cipal e em vigas metelicas provisoriamente colocadas vencendo os 16 vaos de 16 m destinados a posteriorinstalagao do trecho reto inclinado dos Condutos Forgados.

3.9 Uma Junta de Construgao Estrategica

Os 16 blocos duplos com Tomada d'Agua que compoem a Barragem Principal do leito do Rio de Itaipuforam projetados na concepgao estrutural de "concreto gravidade aliviada".

0 fechamento desses alivios ou vazios se processava gradualmente entre as el. 149,00 e 161,50, acima daqual eles se tornavam macigos ate a cota da soleira da Tomada d'Agua.

A forte inclinagao negativa da face interna de jusante desse fechamento inviabilizava o use de formas, exigin-do assim, o use de pegas pre-moldadas de concreto. Entretanto, o peso do pre-moldado necessario aexecugao de uma camada de 2,5 m de altura excedia a capacidade maxima dos guindastes.

A solugao foi desdobrar as 6 camadas de 2,5 m entre as el. 149 e 164 em 12 camadas de 1,25 m, o que fatal-mente resultaria numa redugao do volume mensal de concretagem, podendo afetar o caminho critico deconstrugao das Tomada d'Agua.A estrategia de planejamento utilizada para contornar esse problema foi a criagao de uma junta vertical deconstrugao, transversal ao fluxo. Esse procedimento permitiu que a parte de montante dos blocos, que naolevava pre-moldados, deslanchasse a frente da parte de jusante, e assim nao houve perda nas elevadasprodugoes de concreto exigidas pelo cronograma critico da Barragem Principal do Leito do Rio.

3.10 Vigas -Peixe dcas

As 20 Tomada d'Agua de Itaipu, com suas descomunais dimensoes de entrada de 30 m de largura por 32,5m de altura, sao cruzadas por 3 Pilares-Peixe (com fungao de apoiar o teto e as grades) contraventados por3 Vigas-Peixe. 0 perfil hidraulico dessas pegas, que permite a orientagao adequada do fluxo de ate 660 m3Isem regime laminar para dentro dos Condutos Forgados, torna, por outro [ado, dificil a sua execugao, dada acomplexidade das formas necessarias a sua concretagem.

A construgao dessas pegas exigia, assim, uma concentragao de recursos e, devido a sua esbeltez, resultavaem baixas produgoes de concreto.

E deixa-las para tras, adiantando assim a parte volumosa dos blocos, nao era solugao, pois logo chegava ahora de se concretar a parte de montante do teto da Tomada d'Agua sobre pre-moldados que se apoiavamjustamente nos Pilares-Peixe.

A solugao adequada para agilizar o metodo construtivo era pre-moldar os 12 tramos de Vigas-Peixe de cadaTomada d'Agua. Mas o peso de cada tramo excedia a capacidade maxima dos guindastes.

A estrategia de planejamento que solucionou o problema foi projetar as Vigas-Peixe ocas, que eram rapida-mente posicionadas permitindo a imediata continuidade no alteamento dos Pilares-Peixe. Logo em seguida,etas eram cheias de concreto, atraves de 9 orificios que eram deixados em sua parte superior.

Esse procedimento, a exemplo da junta do item anterior, evitou que houvesse perda nas elevadas produgoesde concreto exigidas pelo cronograma critico da Barragem Principal do Leito do Rio.

3.11 A Ponte do D-31

0 trecho em concreto da Barragem de Itaipu, com 2.664 m de extensao, se constituia num obstaculo aotrafego de recursos (pessoal, materiais e equipamentos) entre montante e jusante.

Para contornar este problema, foram planejadas 2 passagens atraves da barragem:

- Um tunel de segao retangular no bloco I-1, no Muro de Ligagao Esquerdo;

- Todo o bloco D-31 da Barragem Lateral Direita.

Executar o fechamento do tunel do I-1, com um tampao de concreto, na "data mais tarde-limite" com relagaoao enchimento do lago, nao era problema.

Entretanto, o D-31 deveria ser concretado antes , devido a necessidade de acesso de recursos as Tomadasd'Agua pela coca 225 (crista da Barragem).A estrategia de planejamento adotada neste caso foi a construgao de uma ponce de vigas pre-moldadas, nael. 225, apoiada nos blocos D-30 e D-32, corn 17 m de vao, a ser posteriormente incorporada a t ltimacamada do D-31. Esse procedimento permitiu uma sobre-vida muito util ao acesso entre montante e jusante,na Margem Direita, simultaneamente com o acesso as Tomadas d'Agua pela crista da barragem.

3.12 Formas Deslizantes

As camadas de concretagem dos blocos da Barragem Principal de Itaipu eram de execugao simples (comexcegao, naturalmente, da regiao das Tomadas d'Agua).

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Em outras palavras, essas camadas tinham uma incidencia muito baixa de armacao, embutidos e pre-mol-dados, e eram muito grandes, permitindo o posicionamento de pequenos guindastes diesel (PH R-200 eCLARK 714) dentro delas.Dessa maneira, os grandes equipamentos de concretagem (Cabos Aereos e Guindastes de Torre) traba-Ihavam 21 horas por dia langando concreto, fazendo, nas 3 horas restantes, as chamadas "gambiarras"(colocacao dos eventuais pre-moldados, armaduras e embutidos no bloco e posicionamento daqueles pe-quenos guindastes sobre o mesmo).

Toda a prepartacao das camadas, incluindo a elevarao dos paineis metAlicos e de madeira, era feita pelosreferidos pequenos guindastes, poupando assim o tempo dos grandes equipamentos de langamento.

Mas na complexa estrutura da Casa de Forga do Leito do Rio, a situagAo era muito diferente, pois, alem demenores, os blocos tinham elevada incidencia de armagAo e embutidos, sendo raros os casos onde erapossivel o posicionamento de um pequeno guindaste dentro da camada.

Embora a fam1ia de equipamentos que atendia a construg5o da referida Casa de Forra fosse potente enumerosa (3 Cabos Aereos e 8 Guindastes de Torre), as horas totais de forma, armagAo e embutidos que elaera capaz de produzir eram inferiores as necessArias ao cumprimento do cronograma em camadas conven-cionais de 2,5 m de altura feitas corn formas fixas.

A estrategia de planejamento adotada para vencer esse desafio foi a substituigdo, sempre que possivel, dasformas fixas por formas deslizantes, que permitiam a concretagem continua de camadas de ate 10 m de altura.

0 sucesso deste sistema, pela primeira vez utilizado em estruturas de tal porte e complexidade, permitiu aobteng5o do acelerado ritmo de concretagem que levou a UNICON a cumprir as rigidas metas estabelecidaspela ITAIPU BINACIONAL.

3.13 0 Enchimento do Lago e as Ensecadeiras

0 Tratado de Itaipu, assinado entre o Brasil, o Paraguai e a Argentina, exigia que a vazao do Rio ParanA nasecao Posadas-Encarnacibn (300 km a jusante de Itaipu) nao fosse inferior a 5.000 m3/s.Por outro lado, a execugdo de uma descarga de fundo em Itaipu (para a manutencao daquela vazao durantea fase de enchimento do reservatbrio) era economicamente inviAvel, devido ao enorme desnivel de 105 mnecessario ao infcio da descarga pelo Vertedouro.

A estrategia de planejamento adotada para solucionar o problema foi promover uma operagdo conjunta deretengAo do major volume d'Agua tecnicamente possivel nas barragens das bacias dos rios Parana e Iguagu.

E assim, em apenas 14 dias formou-se o Lago de Itaipu, gragas a enorme descarga das barragens de mon-tante e das barragens do Iguacu, que durante aqueles dias garantiram a vazao de 5.000 m3/s (cerca de 8vezes maior que a vazao media do Iguaqu) exigida pelo referido Tratado.

Ao passo que as Aguas de montante subiram 105 m, as de jusante, paradas no trecho de 25 km compreen-dido entre Itaipu e a foz do Rio Iguacu, baixaram 10 m, exibindo grande parte do leito do Rio ParanA a seco epermitindo a execucao de 2 trabalhos estrategicamente planejados para aqueles 14 dias:

- A remocao a seco da maior quantidade possivel de enrocamento e argila da Ensecadeira Principalde Jusante, incluindo a abertura de um vale, na el. 92, junto a ombreira direita, que permitiria oescoamento do fluxo do Canal de Fuga da Casa de Forga do Leito do Rio.

- 0 langamento de um acesso em enrocamento e de um macigo de argila dentro do Canal deDesvio, sobre uma lamina d'Agua parada de apenas 5 m de espessura, iniciando assim aconstrucao da Pre-Ensecadeira do Canal de Desvio, que permitiria a concretagem das Adufas e aescavacao das fundacoes da Casa de Forga do Canal de Desvio.

3.14 A Concretagem da Casa de Forga do Canal de Desvio

A ITAIPU BINACIONAL, atraves da UNICON, conseguiu uma violenta compressao nos prazos de execug5oda complexa estrutura da Casa de Forga do Canal de Desvio, nao apenas recuperando os 10 meses deatraso decorridos na emissao da Ordem de Servigo para infcio dos trabalhos (por falta de verba), comotambem ganhando 2 meses adicionais para antecipagAo de gerag5o.

Para que isto fosse possivel, foram elaboradas as seguintes estrategias de planejamento:

- Retirar o bloco AMC-3 da linha critica;

- Retirar da linha crftica a parte de montante das Unidades;

- Amenizar a linha crftica das Unidades 17 e 18;

- Usar grandes formas deslizantes;

- Usar pre-armarao.Essas estrategias, detalhadas nas paginas 19 e 20 do Vol. 3/N.1 da Revista Brasileira de Engenharla, Cadernode Grandes Barragens, permitiram urn encurtamento de ate 38% nos prazos anteriormente dimensionadospara a construg5o da Casa de Forga do Canal de Desvio de Itaipu.

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