REABILITACAO DO BARRAMENTO DA UHE ILHA DOS POMBOS

ENgQ Antonio Carlos B.F. Matos (2)EngQ Ary Jose Alves (2)

Eng2 Jose Ayres de Campos (2)

EngQ Maria Tereza F.R. de Campos (2)

Engp Paulo Sergio Caldas (')

EngQ Vincenzo Mauro (2)

(1) LIGHT Servicos de Eletricidade S.A.(2) MDK - Engenharia de Projetos Ltda.

RESUMO

Opresente trabalho teve por objetivo apresentarsucintamente o resultado dos estudos efetuadospara a recuperagao do BARRAMENTO da Usina Hidreletrica llha dos Pombos que por sua vezculminaram com a completa Reabilitagao a Modernizagao desse Aproveitamento, de tal formaquo, a partir das reformas preconizadas , possa apresentar sobre - vida atil equivalente a do umainstalagao totalmente nova , a custos , porem, muito menores.Os estudos partiram do diagn6stico das condigoes atuais de seguranga a confiabilidadeoperacional das diversas estruturas a equipamentos ate a completa caracterizagao, a nfvel de

projeto basico, das intervengoes necessarias a/ou convenientes para solugao satisfat6ria detodas deficiencias identificadas . Deu-se maior enfase aos assuntos relativos as comportas setordevido a sua complexidade, rolevancia a importancia no escoamento das cheias no Vertedourodo Aproveitamento Ilha dos Pombos.

1. HISTORICO

A Usina Hidreletrica Ilha dos Pombos encontra-se im-plantada no curso principal do rio Paraiba do Sul, naaltura do km 180, medido a partir da foz, na divisa entreos municipios de Carmo-RJ e Alem Paraiba - MG.

Sua construgao remota ao inicio da decada de 20,naquela oportunidade a cargo da Brazilian HydroElectric Company Ltd., quando foram implantadas asobras do BAR RAMENTO e instaladas as duas primeirasunidades com potencia de 22 MW cada, comissionadasem 1924. Nests ocasiao as estruturas do BARRAMEN-TO se estendiam apenas ate onde se inicia atualmenteo Vertedouro do Canal Norte, o qual era conhecidocomo Canal Norte do Desvio. Em 1924 a BH E Companyiniciou a construgao do referido Vertedouro cujos servi-gos terminaram em junho de 1928. Em 1929 entrou emoperagao uma terceira unidade e em 1937 uma quarta,com potencias nominais de 29 MW e 44 MW, respec-tivamente. Em 03 de junho de 1940, o Decreto nQ 5749autorizou elevar em ate 5 m o nivel d'agua maximooperacional praticado na El. 134,6 m, tendo sidorealizados , porem , somente servigos suficientes parsoperar a Usina na El. 135,6 m, praticado ate hoje. Em1949, finalmente , entrou em operagao a quinta e ultimaunidade com potencia de 50 , 6 MW, atingindo -se entaoa configuragao geral com a qual se apresenta agora.

Atualmente a Usina a operada pela LIGHT Servigos deEletricidade S.A., desempenhando papel relevante no

sistema de geragao desta Concessionaria, pars

suprimento do mercado do Rio de Janeiro.

Ja desde os primeiros anos de operagao, as obras daUHE Ilha dos Pombos foram apresentando problemas,principalmente de estanqueidade e estabilidade das

estruturas hidraulicas de represamento, em decorrenciada utilizagao de tecnologia e procedimentos construti-vos disponiveis na epoca, pars execugao das estruturasde concreto de massa e , mais ainda , face as sucessivasmudangas das condigoes operacionais estabelecidasno projeto original.

As comportas setor foram colocadas em operagao emjunho de 1928 e durante o periodo da primeira enchen-te, 1928/ 1929, quando as mesmas entraram em fun-cionamento , as primeiras dificuldades comegaram aaparecer. Quando as comportas setor foram abertas,se apoiaram desordenadamente sobre as pilastras dacamara de flutuagao, pois ali havia, sobre elas, umgrande acumulo de areia , saindo de seu mancal deretengao. Apbs esse acidente, foram montados simul-taneamente mancais de retengao em condigoes desuportar o esforgo do setor e impedir que o mesmovoltasse a se deslocar , bem Como um sistema parapropiciar a limpeza da camara de flutuagao em qualquerocasiao durante a operagao.

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I

Na d6cada do 40 , visando a elevacao do nivel d'aguamjximo operacional , foram efetuadas reformas nascomportas Stoney dos vertedouros , adaptados taipaisde madeira removiveis no topo das comportas setor ealteados os diques de terra do Flanco Norte do CanalAdutor. As estruturas de concreto , menos sensiveis aum eventual galgamento , tiveram apenas reduzida suaborda Iivre.

Posteriormente , na d6cada de 50 , novas obras e servi-gos do recupora^ao 9 ad64ua0e das Astruturas foramexecutados , compreendendo a construcao de contra-fortes e urn extenso programa de injegoes de cimentono Paredao do Canal Adutor, ale'm da construgao depilares a montante de cada vao de comporta setor, parapossibilitar a operagao de "stop - logs" de manutencao.

Tamb6m dessa epoca data a construcao de estruturasde contengao de escorregamentos nos taludes de jusan-to dos diques do Canal Adutor , onde varias surgenciasd'agua eram observadas desde o inicio da d6cadaanterior.

Campanhas complementares de injeroes de cimentonas estruturas foram realizadas em 1967 e 1974 , visan-

do o controle das infiltracoes atraves de juntas e falhasde concretagem , corn resultados , por6m, nao total-mente satisfatorios.A conseqUente perda de confiabilidade das obras eequipamentos do BARRAMENTO e das INSTALACOESDE GERACAO levou a LIGHT a contratar a execucaode levantamentos e estudos para diagn6stico dascondig6es de seguranga e confiabilidade operacionaldestas estruturas e equipamentos.

Em agosto de 1988, a LIGHT contratou a MDK - Enge-

nharia de Projetos Ltda para elaborarao de "Estudos deViabilidade e Projeto Basico para REFORMA da UsinaHidrel6trica Ilha dos Pombos", os quais tiveram inicioem outubro do mesmo ano.

2. ABRANGENCIA DAS INTERVENCOES PARAREABILITACAO DO BARRAMENTO

As reformas pretendidas no BARRAMENTO da UHEI Iha dos Pombos , esquematizado na Figura 1 , para suacompleta Reabilitagao e Modernizagao, demandaraointervengoes em praticamente todas as suas estruturase equipamentos componentes , mais abrangentes ouentao especificas , na depend6ncia da extensao dasdefici6ncias diagnosticadas.Assim , a reabilitagao da Barragem Principal de Gravida-de a do Paredao do Canal Adutor demandara alteamen-to de seu coroamento, a fim de dots - los de borda livreadequada , e a construgao de enrocamento estabilizan-te a jusante , Para recompor suas condig6es de es-tabilidade em niveis satisfatorios . Tamb6m, deverao serexecutadas intervengOes Para recuperagao tecnolbgicado concreto que consistirao , a principio , de tratamentoslocalizados do paramento de montante , relativos aconcretagern subaquaticade trincas , cavidades e desa-gregagSes de major extensao , e da limpeza e imper-meabilizagao do todo o paramento de jusante , atrav6sda injegao de trincas e juntas de concretagem abertase da execugao do uma camada adicional de concreto,antes do Ingamento do enrocamento.

Objetivando uma adequada delimitacao da bacia dedissipagao dos vertedouros, a Barragem do Canal Suldevera ter seu coroamento alteado atrav6s de con-cretagens complementares sendo , pois, a estabilidadeda estrutura alteada garantida pela construgao de urnonrocamonto do encontro ao seu paramento de jusante.J6 a reabilitacao do Vertedouro do Canal Sul demanda-ra: intervengoes estruturais abrangendo a instalacao detirantes em pilares e soleiras com condig6es de es-

tabilidado doficionto e a construgao do uma nova ponteno coroamento, para permitir a movimentagao de umnovo portico rolante de operacao das comportas ense-

cadeira a melhor acesso entre as varias estruturas;intervencaes para reabilitagao tecnol6gica do concretorelativas a recomposicao de todas as superficieshidraulicas; e ainda , a completa recuperagao das com-portas Stoney A a F, compreendendo a substituigao dosquadros de vedacao , a troca dos roletes e das mesasde rolamento destes , a modernizagao dos sistemas deforca a controle inclusive a troca dos motores e doscabos dos guinchos de acionamento, e nova pinturaanticorrosiva de todos os seus componentes . Adicio-nalmente , as comporlas A a D terao a estrutura de

alteamento em madeira, atualmente existente , substi•tuida, sendo, nas tres primeiras, atrav6s de comportasbasculantes complementares no cou topo, as quais,associadas a instalacao de urn novo "log-boom" a mon-

tante, trarao grande auxilio na remogao do lixo que seacumula sobre as grades da Tomada d'Agua do CanalAdutor; na comporta D o alteamento do madeira serasubstituido por chapa metalica.

A reabilitacao do Vertedouro do Canal Nola, alk dointerveng6es estruturais e tecnol6gicas relativas a cons-trucao de uma ponte no coroamento, para permitir a

movimentagao de um portico rolante para operagao dascomportas ensecadeira , ao atirantamento dos blocosdos munhOes das comportas setor , para garantir suascondig6es de estabilidade, a complementagao dasoleira a montante das comportas Stoney G e H, e acompleta recomposigao das superficies hidraulicas,demandara a recuperagao e modernizagao das com-portas Stoney acima e das setor K, L e M. A recuperagaodas comportas Stoney , sera analoga as do Vertedourodo Canal Sul, por6m corn a substituigao adicional tam-bem das pegas fixas. JA a reabilitagao e modernizagaodas comportas setor, K, L e M esta melhor detalhada noitem 5 deste trabalho.

Para abrigar os novos sistemas de alimentagao el6tricae os quadros de forga e controle centralizado das com-portas dos vertedouros , foi prevista a construgao de urnEditIcio de Controle e Servigos.

Quanto a Tomada d'Agua do Canal Adutor , sua reabili-tagao comportara a recomposigao de todas as superfi-cies das passagens d'agua e a construgao de uma novaponte no coroamento , corn o tabuleiro alteado e amplia-do, para montante , de modo a permitir a livre movimen-tagao da nova maquina limpa-grade, prevista pararemogao do lixo que ainda venha a atingir a estrutura,bem Como melhores condig6es de transito na estradainterestadual que passa sobre a mesma . Adicional-mente , deverao ser reformadas as grades , a seremconformadas em pain6is removiveis e complementadasem altura por pain6is novos, instalados sobre pilaresalternados, com inclinagao mais favoravel a operagao

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da maquina limpa-grades, a algumas das comportasauxiliares para permitir melhores condiroes de estoca-gem a movimentacao das mesmas , quando da remo-cao, para manutencao, de paineis de grades.

As Encostas do Flanco Norte do Canal Adutor, sujeitasa possiveis escorregamentos , deverao ser estabiliza-das, atravas de seu retaludamento por cortes a aterros,providenciando -se, outrossim , a protepao dos taludesresultantes com o plantio de grama e a construcao deadequado sistema de drenagem superficial, bern Comoa recomposicao da crista, com a implantagao de novapista de trafego pavimentada, objetivando, tambam,proporcionar melhores condig6es de acesso para osequipamentos principals de geracao.

Ensecadeiras especiais , em estacas - prancha metali-cas, foram estudadas para possibilitar o fechamentodos vaos das comportas Stoney a setor dos ver-tedouros, polo lado de montante a dos vaos da Tomadad'Agua do Canal Adutor, em ambos os lados, a foramprevistas ensecadeiras em solo na bacia de dissiparaoajusante para possibilitar as interveng6es preconizadasnas diversas estruturas a equipamentos.

3. REAVALIACAO DA CAPACIDADE DOSEXTRAVASORES

3.1 Caracter (sticas Hidroldgicas da Bacia

A bacia hidrografica do rio Paraiba do Sul drena umaArea total de cerca de 55.400 km2. abrangendo territ6rio

dos Estados de Sao Paulo, Rio de Janeiro a MinasGerais, entre as latitudes 20°30' a 23°30' sul a lon-gitudes 41°00' a 46°30' oeste . Ate o local da UHE Ilhados Pombos a Area de drenagem atinge 32.516 km2.

Com relacao ao regime pluviometrico, tem-se que todaa bacia do rio Paraiba do Sul encontra-se no dominio

das serras do Mar a da Mantiqueira, sendo qua o cursoprincipal desenvolve - se no vale que se forma entre elas.

Atributos do clima regional, principalmente a tempera-tura, tambam sao fortemente influenciados pelos aspec-tos morfol6gicos da regiao.

Podem -se observar na bacia areas com alta pluviosida-de, acima dos 2000 mm/ano, Como nas regioes ser-ranas de Agulhas Negras a de Petr6polis , a area debaixa pluviosidade, como nas proximidades da foz doParaiba, em Campos, onde a pluviosidade encontra-seabaixo de 1000 mm/ano.

O regime anual das chuvas apresenta uma grandesazonalidade , sendo o semestre outubro a margo omais chuvoso. Os meses mais secos sao junho, julho eagosto, nos quaffs, em media, a precipitarao atingemenos de 30 mm. No local da UHE Ilha dos Pombos, achuva media anual do periodo 1921/1982 a de 1267mm.

Quanto ao regime fluvial os estudos ressaltaram que oescoamento das Aguas da bacia do rio Paraiba do Sulconduzem a uma produgao hidrica de superficie naturalmedia de longo perlodo, ate o local da UHE Ilha dosPombos, de cerca de 580 m3/s, ou 17,8 I/s/km2, a queequivale a uma lamina de 560 mm/ano na bacia.

Os reservat6rios existentes a montante a as reversoesdo Paraiba a do Pirai para o ribeirao das Lajas, atravasdos bombeamentos de Santa Cecilia a Vigario, intro-duzem alterago-es no regime natural das Aguas , fazendocom qua as descargas em UHE Ilha dos Pombos pas-sem para uma media de 418 m3/s, para o periodo1921/1980.

O regime anual das vazoes assim obtidas, bern como adistribuicao mensal das chuvas maiores ou iguais a 5mm/dia sao apresentadas nos graficos da Figura 2;pode-se ai notar que os valores minimos, das vazoes,ficam significativamente alterados pela regularizacaopropiciada pelos reservat6rios de montante.

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3.2 Avaliacao das Vazoes de Enchentes

As cheias do rio Paraiba no local da UHE Ilha dosPombos foram caracterizadas a partir da sarie do des-cargas medias diarias naturais , reconstituidas para olocal com base nos dados da operarao da propria usina,dos reservatorios de montante e das reversbes.

Esta sarie de 68 anos de descargas , disponivel para operiodo de 1921 a 1988 , foi objeto de an alises doconsistancia, com vistas a assegurar a sua repre-sentatividade, e analises conjuntas com dados do postofluviomatrico de Anta, situado pouco a mpntanto, quoconduziram a correcbes na sarie de descargas maxi-mas de llha dos Pombos, resultando em decr6scimonos valores originalmente calculados.

A sarie final de descargas diarias maximas anuais,naturais, obtida para o local da UHE Ilha dos Pombos,

conforme consubstanciada no histograrna apresentadona Figura 2 ja citada, apresentaseu valor mais alto, iguala 3743 m3/ s, no ano de 1924, sendo a segunda majorcheia diaria historica a do ano do 1985, com valor de3573 m3/s.

O estudo estatfstico de frequencia de vazoes maximasanuais , realizado com base nessa sarie , permitiu aavaliagao das cheias de diversos tempos de recor-rencia , de interesse para o projeto de REFORMA doBARRAMENTO. Para as cheias com tempo do recor-rencia superior a 1000 anos e para a decamilenar foiadotada a distribuicao exponencial , por ter sido a quemelhor se ajustou a amostra , resultando para estaultima um valor de 7829 m3/s.

Os estudos de cheias extremas foram ainda comple-

mentados com analises acerca da cheia maxima

provavel , trabalho este que foi desenvolvido no ambitode estudos executados por FURNAS para os aproveita-mentos de Sapucaia e Simplicjo, os quais conduziram

a um valor de descarga diaria maxima, em Ilha dosPombos, de 9767 m3/s. 0 hidrograma da cheia maxima

provavel definida para o local da UHE Ilha dos Pombose apresentado na mesma Figura 2, onde tambem seencontra representado seu transito polo reservatorio e

a sobrelevacao provocada no nfvel d'agua.

3.3 Capacidade Atual de Descarga dosVertedouros

A verificacao da capacidade de extravasao do BAR-RAMENTO da UHE Ilha dos Pombos foi realizada con-siderando que o sistema extravasor a composto de dois

vertedouros, um a montante do Canal Sul, provido de 6

comportas Stoney, e outro a montante do Canal Norte,provido de 2 comportas Stoney e 3 comportas setor de

concreto, conforme Figura 1.

Os referidos estudos foram baseados nos procedimen-tos e criterios de calculos propostos pela USAGE -United States Army Corps of Engineers, WaterwaysExperiment Station, considerando o nfvel maximo nor-mal do reservatorio na altitude 135,604 m. Com relacaoaos efeitos de submersao , as analises realizadasmostraram que o nivel d'agua de jusante nao afeta oescoa mento.

Estes vertedouros , operando concomitantemente comtodas as comportas inteiramente abertas e com o niveld'agua na El. 135,604 m tam capacidade de descargado 8694 m3/s, cerca de 11 % superior 6 cheia de projeto.Nas mesmas condig6es do abertura das comportas, aEnchente Maxima Provavel em Ilha dos Pombos, ava-

liada em 9767 m3/s 6 escoada corn urna sobre-elevacaode 0,59 m no nivel d ' agua do reservatorio , que tem,assim , na El. 136 , 19 m o seu valor Maximo Maximorum.

4. CONDIc0ES ATUAIS DAS COMPORTASSETOR

As condirooes atuais das estruturas das comportas setordo Vertedouro do Canal Norte do BARRAMENTO daUHE Ilha dos Pombos e dos equipamentos e instala-cbes que as integram sao apresentados, no presentstrabalho, corn o intuito de propiciar uma visao goral dosprincipais problemas e deficiencias diagnosticados e,portanto, um melhor entedimento das solucoes propos-tas para as reformas pretendidas nessas comportasespecificamente.

As informag6es apresentadas nos itens a seguir sefundamentam nos varios documentos utilizados naconstrucao e nas reformas posteriores, sofridas poloaproveitamento ao longo de sua villa util, e que cons-tituem o banco do dados do presente trabalho, beencomo nos resultados das varias analises e investiga-coes realizadas pela MDK Engenharia de Projetos Ltda.

As comportas setor K, L e M, esquematicamente repre-sentadas na Figura 3, sao constitufdas, cada uma, poruma setor cilindrico de concreto armado, com 10,70 mde raio e angulo central de aproximadamente 490, quese movimenta, apoiada numa rotula de articulacao aolongo do eixo do setor, em funrao da variacao dapressao da agua numa camara de flutuacao sob omesmo, pressao essa controlada atraves da operacaomanual de diversas valvulas pertencentes a variossistemas alternativos e complementares de aciona-mento.

Um dos principais problemas destas comportas, se naoo maior , reside no excesso de deposicao de solidos emsuspensao na agua de alimentacao , proveniente doproprio reservatorio, tanto nos orgaos de acionamentocomo a principalmente no fundo das camaras de flutua-cao das comprotas , junto as pilastras do apoio do setor,quando aberto.

Tal deposicao ocorre, do fato, quer por nao terem ascaixas de separacao dimensoes suficientes para trata-mento das vazoes necessarias ao levantamento dacomporta no velocidade exigida , quer , preponderante-mente , pela deficiencia dos quadros de vedacao, atemesmo ausentes junto aos eixos de articularao dossetores , responsaveis por vazamentos excessivos quoobrigam a constante reposicao da agua , para manter apressao na camara de flutuacao , o que a feito com aguatomada diretamente do reservatorio. Face ao seu pro-prio formato e as condicoes ambientes, estas camarasfuncionam como decantadores.

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XX Semingrio Nacional de Grandes Barragens

0 sistema de limpeza das camaras de flutuacao exis-tente, consistido por um subsisterna de inje9do de Aqua

sob pressao e outro de bombeamento de lama porsucgao em varios pontos do fundo das camaras, junto

a pilastras de apoio dos setores e o tunel de areia,projetado para remover dep6sitos de sedimentos dassoleiras junto as vedag6es do peito das comportas, naovem apresentando a eficiencia desejada; com esteultimo sendo utilizado s6 excepcionalmente e fora desua funcao original para fazer o assentamento final da

comporta nas pilastras de apoio.

Como consequencia do grande acumulo de areia e silteno fundo das camaras de flutuarao e da impossibilidadede remove-la eficientemente com os sistemas dispo-n(V6iS, podem gcorrer mentamentos incorretos dossetores nas pilastras de apoio , quando da abertura totaldas comportas, capazes de induzir no corpo dos mes-

mos, estados de tensoes incompativeis com sua con-cepcao estrutural. Estes se caracterizam, por ter umagrande rigidez e armadura de distribuigao inadequada,responsaveis pelo aparecimento de fissuras, observa-das nos paramentos - particularmente o curvo, de mon-tante, com vazamentos, ainda que pequenos para ointerior do corpo dos setores - nos septos de contraven-tamento internos e na viga de suporte das articulag6es.

Esse ultimo aspecto 6 tanto mais relevante, quandoassociado a falta de confiabilidade e dificuldadesoperacionais do sistema de remogao de lastro do inte-rior do corpo dos setores , constituido por unica bombaremovivel comum as tres comportas, por6m de granderdimensoes e dificil deslocamento, e, outrossim, despro-vido de quaisquer dispositivos de sinalizagao e/oualarme.Outro problema da maior relevancia, co-responsavel

pela reduzida confiabilidade operacional destas com-

- Tipo ..............................................Setor Flutuante

- Acionamento ........................................ Hidraulico

- Ouantidade de Comportas (un.) ......................... 3

Estruturado Setor ................Oca, Nervurada, de................................................. Concreto Armado

- Raio de Curvatura (m) ................................... 10,7

Largura do Vao (m) ....................................... 45,0

- Altitude do N.A. Max.Nor. (m) ................. 135,604

Altitude da Geratriz Superior do Setor

• No Fechamento Total (m) ...................... 134,60

• Na Abertura Total (m) ............................ 127,30

- Carga Hidraulica de Projeto (m) ...................... 8,3

- Peso Estimado do Setor (t) .......................... 2500

portas , e o sistema de taipais de madeira removiveis,adotados para complementaccao de sua altura, tendoem vista , principalmente , as dificuldades para movi-mentagao dos mesmos e os riscos a que se expoem os

operadores quando da sua colocagao a/ou retirada,necessaria a cada movimentagao da correspondentscomporta.

Deficientes mostram -se, tamb6m, as r6tulas de articula-cao das comportas que, conforme informado pelapr6pria LIGHT, apresentam desgaste excessivo, pos-

sivelmente em razao do longo tempo de utilizacao.

A pouca funcionalidade e reduzida confiabilidade ope-rational , resultantes dos problemas relatados, fazemcom que estas comportas sejam acionadas apenas

wopeienalmonto - a comports "M" no o a ha dacadac- o que , de certo modo , contribui para o agravamento

dos mesmos , aumentando pois, cada vez mais, adependencia de operadores ja treinados e experientese de muita mao -de-obra bragal, toda vez quo so queiraopera-las.

5. CONCEPCAO DAS COMPORTAS SETOR

REABILITADAS

Para garantir condigoes de seguranga e confiabilidadeoperacional satisfat6rias, na sobrevida util pretendidapara as comportas setor, foi prevista a completareabilitagao de todos os seus componentes estruturaise para a substituigao dos taipais de madeira, utilizadosat6 o momento para complementagao da altura dasmesmas, previram-se comportas segmento comple-mentares, fechando no topo de cada setor.

As caracteristicas principais desta comporta sao:

FIGURA 4

XX Semingrio Nacional de Grandes Barragens 235

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Durante as estudos realizados pode-se notar que aopiniao unanimo, quor seja dos operadores quor sejados t6cnicos responsaveis, 6 de clue as comportas setornao seriam elementos plenamente satisfat6rios e con-fiaveis de controle do Vertedouro. Esse fato dove-se a

pouca operacionalidade das mesmas face aos proble-mas ocorridos; entretanto, as modificacoes preconiza-das, pela MDK, reconstituirao a confiabilidade perdidaao longo do tempo, sem contudo alterar sua filosofia

original de funcionamento: ressalta•se ainda que corn oautomatismo proposto essas comportas adquirirao ope-racionalidade compativel com o estado da arte de com-portas metalicas modernas.

5.1 Intervencoes Estruturais e de ReabilitacaoTecnoldgica

Para recuperacao da estrutura, tratamentos especificosdeverao ser realizados nas superficies das camaras deflutuacao e no corpo dos setores. Com efeito, nas

primeiras, apos a remocao de segregacoes eventual-mente existentes e seu reparo com argamassa nao

retratil e o tratamento de juntas e trincas abertas cominjecoes de calda de cimento ou ep6xi, sobre a super-fjcie, limpa com jato d'agua sob pressao, devera seraplicada uma camada de concreto projetado desem-

penado, excecao feita as superficies do tunel de areia.

JA no corpo dos setores, a recuperacao, abrangendo atotalidade das superficies externas, devera compreen-der: apicoamento mecanico para remocao do material

Superficial, a 5ub5oquente limpeza corn jaty d'agua sobpressao; injecao com calda de cimento ou epoxi dasjuntas a fissuras, instalacao de tela soldada, fixada assuperficies atravas do pinos tipo "Walsywa" o ospaca-dores; e finalmente, aplicacao de concreto de altaresistencia corn adirao de microsjlica, para recompo-sicao das superficies.Quanto as pilastras de apoio das camaras de flutuacao,objetivando propiciar melhores condicoes de assen-tamento dos setores, tamb6m serao objeto de interven-coes que consistirao no apicoamento e regularizacaode suas superficies com argamassa de alta resistencia,rigorosamente nivelada, e instalacao de placas de apoioem neoprene.

Fissuras longitudinais, especificas, da viga central desuporte das articulacoes do setor, al6m de tratadas cominjecoes de calda de cimento ou ep6xi, deverao sercombatidas corn a instalacao, transversalmente a mes-ma, de tirantes de barra, injetados, locados, a principiojunto as articulacoes especiais.

5.2 Quadros de Vedacao

Considerando clue um dos principais problemas diag-nosticados para as comportas setor diz respeito aoacumulo de sedimentos no interior de suas camaras deflutuacao, a instalacao de novos sistemas de vedarao,para garantir major estanqueidade as camaras de flu-tuacao na posicao de fechamento total das comportas,foi julgada indispensavel a completa reabilitacao dasmesmas.

Assim, previu-se substituir as vedacoes laterais atual-

monto existentes junto ao paramonto curvo e a facesuperior de cada setor, por novas, de borracha sint6tica,utilizando um s6 perfil no paramento curvo e dois jus-tapostos na face superior do setor, o ainda complemen-

ta-las com vedacoes longitudinais adicionais no peitoda comporta e junto as rbtulas do articulacao, igual-mente constituidas por perfis de borracha sint6tica. Paragarantir o adequado desempenho das vedacoes late-

rais, previu•se a instalacao, nos pilares, de novaschapas contra-face em ago inoxidavel.

Previu-se a instalacao de novos labirintos complemen-tando aqueles ja existentes, com a finalidade de garantirquo, na movimentacao do setor, toda agua suja prove-niente do reservat6rio seja escoada polo tunel de areiae ainda que o fluxo complementar ascendente da cAma-ra para o tunel seja de volume suficientemente pequenopara nao inviabilizar a operacao da comporta.

5.3 Articulacao das Gomportas

Visando recompor as condicoes ideais de funcionamen-

to das articularcoes das comportas, o mancal principalde articulagao devera ser totalmente substituido por urnnovo, a menos das pecas de fixacao embutidas no

concreto do setor e do bloco do munhao, Ja asarticulacoes especiais, de vinculacao do setor ao bloco

do munhao, deverao sofrer recomposicao das superfl-cies dos mancais com substituicao apenas de seu eixointerno.

5.4 Reabilitacao dos Sistemas de Operacao

A pouca funcionalidade e a reduzida confiabilidade

operacional dos sistemas de acionamento dos siste-mas, na sua configuracao atual, levaram a prover, nocontexto das reformas pretendidas, a sua completareformulaCao com o prop6sito de torna-los mais espe-cificos para as varias funcoes demandadas, dots-los deadequados intertravamentos e prove-los de automatis-mos clue atuem de acordo com a l6gica pr6-estabe-lecida para cada operacao desejada, de modo a tornara operacao das comportas mais segura , simples econfiavel.

Isto se fara a partir da substituicao de todas as tubula-coes, valvulas e acess6rios dos sistemas existentes pornovas.

a. Sistemas do Alimentacao das CAmaras deFlutuacao

0 novo sistema de alimentacao de agua para as

camaras de flutuacao sera composto pelos subsis-

temas de alimentacao principal, alimentacao de

emergencia e reposigdo das perdas pelas vedacoes.

A alimentacao principal se caracterizara por toma-

das seletivas, dotada de grades para captacao

d'agua pr6ximo a superficie, a qual atrav6s de

tubulacoes individuais, controladas por valvulas,

sera aduzida as camaras de flutuacao das compor-

tas K, L e M.

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As antigas caixas de separaqao , por sua vez, con-venientemente reformadas, darao lugar a duascaixas d'agua , redenominadas de reposigao, com afinalidade de suprir as camaras de flutuacao a aguaperdida pelas vedag6es das correspondentes com-portas . Estas caixas serao alimentadas , normalmon-te, com agua limpa, proveniente de uma estagaocompacta do tratamento d'agua , sendo o niveld'agua nas mesmas controlado continuamente atra-

vas de chaves de nivel que acionarao o grupo moto-bomba da estagao.

Ja em situaco de emergencia , isto 6, na impos•sibilidade de fornecimento d'agua limpa ou quandofor necessario alimentar uma camara de flutuagao ea correspondente alimentagao principal estiver blo-queada , as caixas d'agua de reposigao a atravasdelas as camaras de flutuagao poderao , ainda, seralimentadas diretamente a partir do reservatbrio,atravas de tomadas seletivas a valvulas comple-mentares.

b. Sistema de Descarga das Camaras de Flutuacao

A descarga da agua de cada camara de flutuagao,para abertura da correspondente comporta, serafeita atravas de um novo sistema do tubulagoes,individual para cada uma, provido de uma valvulaborboleta e de valvula dispersora, na extremidadede jusante, para melhor controle da vazao de des-carga a consegOentemente da velocidade de aber-tura da comporta.

c. Sisterna de Limpeza corn os Tuneis de AreiaOs tuneis de areia existentes em cada soleira, logoa montante da aresta de contato desta com o setor,convenientemente reabilitados a com suas tubula-goes de descarga interligadas polo lado de montantecom o reservatbrio atravas das mesmas tomadasseletivas ja citadas a providas de novas valvulasdesempenharao fungao relevante de limpeza,evitando o arraste de sedimentos , eventualmentedepositados nas soleiras , para o interior das ca-maras de flutuagao , por ocasiao da operagao dascomportas.

A abertura das valvulas a montante e a jusante dotunel de areia , ocasionam queda de pressao no seuinterior , com relagao a existente no reservatbrio logoacima a na camara de flutuagao abaixo , promoven-do assim a formagao de um fluxo descendente quearrastara os sedimentos eventualmente existentesna soleira para dentro do tinel a um fluxo ascen-dente qua impedira a entrada do agua com materialem suspensao na camara de flutuagao.Operagao peribdica dos tuneis de areia devera serprogramada entre uma abertura e outra das compor-

tas setor , com o intuito de evitar o acumulo desedimentos na soleira , de fato propiciado pelaconfiguragao do local , assemelhado a um decan-

tador.

d. Sistema de Agitacao da Agua junto as Pilastras

Com o intuito de minimizar os efeitos nocivos dadeposigao de sedimentos junto as pilastras de apoiodo setor no fundo da camara de flutuagao, aduzidos

a mom corn a figua do reservatbrio utilizada polosistema de alimentagao principal, no seu enchimen-to para levantamento da comporta , previu-se instala-rao de um novo sistema de limpeza destas pilastras,constituido por um subsistema de injegao de agualimpa a outro do succao do agua suja , a seremoperados sempre que se inicie a abertura de umacomporta a assim mantidos ate seu fechamentototal.

O subsistema de injegao de agua limpa sera consti-tuido por uma nova tubulagao , instalada em cadauma das camaras de flutuagao , corn varias deriva•toes para injecao , sobre as pilastras , de aguaproveniente do sistema de reposigao , pressurizada,a principi pelo prbprio grupo de bombeamento daestagao de tratamento d'agua de modo a promovero arraste das particulas depositadas . 0 subsistemade sucgao, por sua vez, tambam sera constituido pornova rode de tubulagaes no interior de cada camara,providas , junto as pilastras , de pontos do captagaode agua revolvida polo subsistema de injegao, a qualsera descarregada para jusante por gravidade.

e. Sistema de Esvaziamento das Camaras deFlutuagaoPara esgotamento do fundo de cada camara deflutuagao, apbs a abertura total da correspondentecomporta, foi previsto um novo sistema de esva-ziamento, constituldo por nova rode de tubulagoes,desenvolvida a partir dos pontos de captagao atual-mente existentes nas camaras, e por dois conjuntosmoto-bomba submersiveis, portateis a intercambia-veis, ambos descarregando na bacia do dissipagaoa jusante.

f. Sistema de Drenagem do Corpo do Setor

A fim de prevenir o eventual enchimento do corpo

do setor, a partir de infiltragoes imprevisiveis porsuas paredes, o sistema de drenagem atualmenteexistente sera reformado a partir da instalagao de

nova redo de tubulagoes, a dois novos grupos moto-

bomba portateis a intercambiaveis.

O sistema sera controlado a comandado, automati-ca a permanentemente, por chaves de nivel instala-das no interior de cada setor, com a correspondentefiagao passando por dentro das novas tubulagoesde aeragao dos setores.

5.5 Sistema de Acionamento das Valvulas

Para maior facilidade de controle a tendo em vista aautomagao da operagao das comportas K, L e M, asvarias valvulas de manobra dos diversos sistemas deoperagao deverao ser providas de acionamento motori-zado , eletrico ou hidraulico , de comando automatico oumanual , alam do acionamento manual convencionalpara operagao dos mesmos em situagOes de emer-gancia e/ou manutengao.Uma unica central hidraulica sera o elemento propulsorpara abertura a fechamento das valvulas previstas paraserem acionadas hidraulicamente . Esta central deveraser instalada no coroamento do Vertedouro do CanalNorte, a montante das comportas Stoney G e H. A

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mesma sera constitufda , em principi , por um reserva-t6rio de armazenagem de 6leo , duas unidades debombeamento , sendo uma reserva da outra, com afinalidade de manter o nivel de 61eo a pressao detrabaiho no reservat6rio pressurizado , composto dedo iS reservat6riva hidrvpnevmAticoa Sendo um de ar-6leo e outro de ar.

5.6 Sistema de Controle da Comporta Setor

Cada comporta podera ser operada localmente, a partirdo seu quadro local "CCS" ou remotamente a partir doquadro de controle remoto "QCV" no Edificio de Con-trole e Serv icos, conforme o operador tenha pro-selecionado. Foi previsto quo o setor se movimentaraper operar ao selada em "steps" pre-estabelecidos,tanto na abertura como no fechamento, para majorcontrole das vazoes vertidas.Ambas estas operag6es, serao, supervisionadas e con-troladas por um controlador l6gico, individual de cadacomporta, quo, a partir de comando do operador, atra-v6s dos botoes "ABRIR" ou "FECHAR" da botoeira doquadro CCS, ou do quado QCV, verificara o atendimen-to das pr6-condic6es estabelecidas para abertura ou o

fechamanto comandado o atuara pars comandar aabertura e/ou o fechamento das valvulas dos variossistemas de operacao da comporta, numa sequencial6gica pr6-determinada tal quo resulte no abaixamentoou levantamento desejado do setor.

Atingida uma posicao pr6-estabelecida do abertura,reconhecida per adequado sensor do posicao, ou tondo

sido comandada polo operador , atraves do correspon-dente botao " PARAR " uma parada intermediaria qual-quer , o setor sera parado e all mantido por adequadoautomatismo de reposigao , controlado em funcao dapressao de agua na camara e da posigao da comporta,atravO de um controlador 16gico quo, ap6s fechar avalvula principal do sistema de descarga da camara deflutuacao, atuara adequadamente nas valvulas dos sis-temas de alimentacao da mesma e de limpeza polo

tune) de areia , no sentido de compensar as vazoesefluentes e afluentes a camara do flutuag o.

Para um controle mais efetivo das comportas , associa-do ao controlador de posirao acima, foi previsto, pars

cada uma, um novo indicador de posicao , quo indicarade maneiradireta e num mostrador anal6gico , a posiCaoda comporta . 0 mesmo sera provido de transdutores,para envio de sinais eletricos ao controlador I6gico eaos indicadores digitais instalados nos quadros CCS eQCV e de conveniente dispositivo com sensores deproximidades , correspondentes a deslocamentos dosetor para cima a Para baixo, para comando, atraves docontrolador de posicao , das valvulas dos sistemas quoparticipam do automatismo de reposicao , como acimadescrito , quo devolves o setor a posicao desejada.

6. AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a LIGNT gerv;gos de Eletrici-dade S.A., ao Eng. Jaime Flavio Pimenta a aos colegasque de maneira direta ou indireta colaboraram para aelaborarrao do trabalho aqui apresentado.

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