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21 a 23 de maio de 2018 - Bourbon Convention – Ibirapuera Hotel - São Paulo / SP
Instrumentação de Barragens Antigas
Desafios e Soluções
Corrado Piasentin
Piasex Assessoria e Consultoria
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Neste trabalho são apresentadas as
dificuldades que devem ser enfrentadas e
resolvidas e as providências que devem ser
tomadas para implantar o plano de
instrumentação de forma adequada nas
barragens antigas não instrumentadas e
aquelas não tão antigas com pouca
documentação ou abandonadas. Este plano
de instrumentação e monitoramento faz parte
do Plano de Segurança da Barragem PSB de
acordo com a lei de segurança das Barragens.
Geral
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Via de regra as barragens antigas e aquelas em estado
de abandono tem pouca documentação de projeto e
falta o as built. Portanto, na inexistência do projeto
básico ou executivo da barragem são exigidos para o
PSB investigações e estudos simplificados para a
caracterização geotécnica do maciço e das fundações,
topografia das estruturas e estudos
hidráulicos/hidrológicos das estruturas de descarga. A
execução destes estudos pode demorar alguns anos.
Se descrevem a seguir as atividades que permitem a
instalação de uma primeira fase do plano de
instrumentação com certa antecedência.
.
Geral
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Nestas barragens a inexistência de
documentação de projeto, a falta de as built e
de informações confiáveis, muitas vezes até
contraditórias, tornam este trabalho uma
verdadeira pesquisa de arquelogia de
engenharia..
Geral
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Geral
A finalidade do plano de instrumentação para
as barragens antigas é a verificação das
condições de segurança, enquanto para as
barragens novas pode ter outras finalidades
como a verificação das hipóteses de projeto e
para possibilitar adequações e otimizações dos
métodos construtivos e do próprio projeto.
Finalidade da Instrumentação
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Geral
Não existem critérios gerais para
projetar o plano de instrumentação
das barragens.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Geral
Cada caso é diferente dos demais em virtude dos
seguintes aspectos:
•tipo de barragem
•altura e extensão da barragem
•características dos materiais de construção
•características das fundações
•importância da barragem em termos de sua finalidade
(produção de energia, irrigação, abastecimentos
d’água, etc.) e em termos de segurança (DPA)
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Geral
Também outros fatores importantes para o plano de
instrumentação são:
•tipos de instrumento
•custo dos instrumentos
•custos de instalação
•custos de operação
•robustez e durabilidade
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Tipos de Barragem
Irapé, Ribeirão João Leite
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Tipos de Barragem
Campos Novos
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Tipos de Barragem
Cedro, Lumiei, Hoover, Sottocastello
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Tipos de Barragem
Itaipu
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Barragens Novas e Antigas
Qual é a diferença entre uma barragem nova e
uma antiga?
•Na barragem nova há informações e
estudos completos, atualizados e
aprofundados (assim deveria ser)
•Na barragem antiga de regra faltam dados e
informações do projeto e por vezes as
estruturas se encontram em estado de
abandono
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Barragens Novas e Antigas
A barragem nova deve ainda suportar a fase
mais crítica (primeiro enchimento e primeiros
anos de operação) para alcançar uma
estabilização em termos de deformações,
pressões e tensões internas, deslocamentos
diferenciais e percolações.
A barragem antiga na maioria das vezes
atingiu um regime estável nas deformações
e percolações, portanto, é mais fácil verificar
na inspeção os eventuais locais que precisam
de monitoramento (onde existem anomalias).
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Estatísticas de Ruptura
Boletim 99 Dam Failures Statistical Analyses da CIGB
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Barragens Novas e Antigas
No entanto, as barragens antigas podem
apresentar deteriorações e anomalias como
entupimento dos drenos (na terra como no
concreto e na fundação), erosões superficiais,
erosões internas, percolações elevadas,
recalques excessivos e recalques diferenciais
entre blocos ou estruturas distintas.
Podem não ter sido sujeitas ainda a certas
cargas de projeto, como o nível máximo
excepcional ou da sedimentação.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Barragens Antigas
Há dificuldades e limitações além de custos
relevantes quando se deve instalar
instrumentos numa estrutura em operação.
Por exemplo, não há facilidade de instalação
de instrumentos embutidos no corpo da
barragem, para implantação de piezômetros
no contato do corpo da barragem com a
fundação deve-se efetuar perfurações a partir
da crista ou do talude de jusante.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Primeiras atividades
As primeiras atividades a serem realizadas para
ter um primeiro conhecimento da barragem são
as seguintes:
-Análise dos documentos existentes
-Levantamento do histórico do comportamento da
barragem
-Inspeção de campo
-Levantamento topográfico (as built)Em diversos casos estas duas últimas atividades devem
ser precedidas pela limpeza e corte da vegetação.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Barragem Antiga
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Primeiras atividades
Na maioria das vezes os arquivos são
desorganizados e os documentos de projeto
escassos e o histórico do comportamento da
barragem deve ser pesquisado junto à equipe
responsável pela operação e manutenção da
barragem.
O resultado desta pesquisa deverá ser descrito num
relatório com uma lista dos documentos pesquisados
e uma descrição das informações relevantes para a
segurança da barragem.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Inspeção de Reconhecimento
Esta primeira inspeção de reconhecimento da
barragem conduzida por engenheiros
experientes tem a finalidade de observar suas
condições e detectar os locais mais
susceptíveis a problemas ou que necessitam de
obras de manutenção ou reparo sobre os quais
deverá se concentrar o monitoramento. No
contexto da lei de segurança esta inspeção é
definida como ISE Inspeção de Segurança
Especial se a barragem se encontra em
situação de abandono.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Inspeção de Reconhecimento
Com a observação destas anomalias na
inspeção de reconhecimento duma
barragem antiga já podem ser definidos e
instalados alguns instrumentos de fácil
instalação e custo menor, como por
exemplo, medidores de vazão, medidores
de junta, réguas limnimétricas, marcos
superficiais, etc..
A seguir são mostrados exemplos de
anomalias.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Trinca longitudinal na crista da barragem de terra
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Trinca longitudinal no talude de jusante
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Trinca longitudinal no talude de jusante
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Trinca no topo do talude do canal de adução
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Desalinhamento do
meio-fio
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Recalque diferencial do meio-fio
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Deslocamentos diferenciais do muro de proteção BEFC
medidor triortogonal
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Trinca na crista por causa dos deslocamentos diferenciais
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Defeito do vedajunta pelos deslocamentos diferenciais
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Ravinamento causado por
cobertura vegetal insuficiente
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Ravinamento numa ombreira
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Escorregamento do talude
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Escorregamento da ombreira esquerda
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Canaleta de drenagem quebrada pelo deslizamento
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Obstrução dos drenos
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Cratera de afundamento
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Cratera de afundamento
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Olho d’água no pé da barragem
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Percolação no abraço terra-concreto
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Carreamento de finos no filtro
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SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Erosão interna
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
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Anomalias
Fissuras
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
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LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Desplacamento do concreto
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
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LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Fissuras típicas de RAA
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
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LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Trinca passante no sentido montante-jusante com percolação
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SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Percolação pela ombreira
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Percolação pela ombreira
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Dreno de fundação com vazão elevada
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Drenos de ombreira com
vazão elevada
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Carreamento de brita e argamassa no dreno de concreto
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Jato em pressão na junta de construção
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Anomalias
Jato em pressão na fissura da galeria
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Primeiras Atividades
No entanto, em certos casos a
inspeção da barragem e o
levantamento topográfico para obter a
situação “como construído” da
barragem são dificultada pela
vegetação presente por vezes com
arbustos e até árvores de porte.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Primeiras atividades
Barragem tomada pela vegetação
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Primeiras atividades
Saída do filtro tomada pela vegetação
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Primeiras atividades
O levantamento topográfico da barragem, das estruturas
anexas e duma faixa nas ombreiras e no pé de jusante é
uma das primeiras e mais importantes providências a ser
tomada.
Na maioria dos casos precisa cortar as árvores e
arbustos e efetuar a limpeza de toda a vegetação nas
áreas descritas acima. Para estas atividades de corte e
limpeza precisa obter a licença das entidades ambientais. A
seguir alguns critérios para definir a faixa mínima que
deve ficar livre de vegetação para o levantamento.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Primeiras atividades
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Primeiras atividades
Faixa de Inspeção para Barragens de Aterro
Referência: Proposição de um Critério Brasileiro para a Faixa de Inspeção
a Jusante de Barragens de Terra-enrocamento Revista Brasileira de
Engenharia de Barragens do CBDB J.F. Silveira et al.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Primeiras atividades
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Levantamento Topográfico
O levantamento deverá ter como base as cotas e
coordenadas dos marcos de referência existentes.
Na ausência destes se tomará como base algum
ponto com cota de projeto definida, por exemplo, a
soleira do vertedouro livre ou o coroamento da tomada
d`água. Isto é importante, pois as cotas do
levantamento devem ser coerentes com os dados
do projeto. Na maioria dos casos as coordenadas e
cotas de projeto pertencem a um sistema local,
portanto, não se recomenda tomar como referência o
marco do IBGE mais próximo, com exceção do caso
de total ausência de documentos de projeto.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Levantamento Topográfico
O levantamento topográfico da barragem e
estruturas anexas com sua faixa de segurança
fornece informações importantes sobre o
comportamento da barragem como a
existência de depressões, a localização das
eventuais surgências e áreas saturadas e os
recalques da crista em relação às ombreiras.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Levantamento Topográfico
Exemplo de Levantamento Topográfico
das Cotas da Crista
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Projeto da instrumentação
As informações do histórico da barragem
junto com o resultado da inspeção da
barragem detectando a existência ou
inexistência de anomalias e o levantamento
topográfico podem definir uma primeira
fase da instrumentação, cujos resultados
deverão orientar o subsequente programa
de estudos e investigações e sua
abrangência.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Projeto da instrumentação
Esta primeira fase da instrumentação
deverá dar preferência a instrumentação mais
simples e de fácil instalação: o essencial
para medir as grandezas mais importantes e
necessárias para a segurança da barragem,
devendo ainda ser focalizados os eventuais
pontos críticos identificados.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Projeto da instrumentação
Com base nos resultados desta
instrumentação de primeira fase poderá ser
definido melhor o programa de estudos e
investigações. Para especificar este programa
necessário para a barragem se exige o bom
senso e o julgamento técnico do
engenheiro, considerando as restrições
orçamentárias e, por vezes, a resistência do
proprietário.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Projeto da instrumentação
A execução destes estudos e especialmente
das investigações esbarra em dificuldades e
problema de ordem prática e econômica, pois a
realização de investigações da mesma
envergadura das originais são demoradas e
bastante onerosas, em certos casos inviáveis,
em razão da barragem estar em operação. Em
razão disto a própria resolução 236/2017 da
ANA permite a execução de estudos
simplificados para barragens construídas antes
de 2010.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Projeto da instrumentação
No entanto, as investigações e estudos
necessários não podem ser muito
simplificados. Por exemplo as investigações
para uma barragem de terra incluíram a
retirada de amostras do maciço e das
fundações, ensaios de laboratório, execução de
sondagens com SPT e rotativas e prospecções
geofísicas. Os estudos incluíram análises de
estabilidade, estudos de percolação e estudos
hidráulicos e hidrológicos dos órgãos de
descarga, além de batimetria do reservatório.
II ENCONTRO TÉCNICO
SOBRE INCIDENTES E
ACIDENTES EM
BARRAGENS
LIÇÕES APRENDIDAS
Projeto da instrumentação
Uma vez efetuados as investigações, ensaios e
estudos considerados necessários, o engenheiro
tem suficiente conhecimento da barragem e
portanto condições de elaborar o plano final de
instrumentação e monitoramento. No entanto, a
instalação de alguns instrumentos na primeira
fase permitiu analisar com antecedência o
comportamento da barragem e, portanto,
alcançar uma maior segurança.
OBRIGADO!
Corrado Piasentin
PIASEX Assessoria e Consultoria
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