TCC Final Rodrigo Moreira

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  • 5/19/2018 TCC Final Rodrigo Moreira

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    UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA

    FACULDADE DE ENGENHARIA

    CURSO DE GRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL

    O ESTUDO DA PEQUENA CENTRAL HIDRELTRICA (PCH) DE JACAR/GO

    RODRIGO DA COSTA MOREIRA

    JUIZ DE FORA

    FACULDADE DE EGENHARIA DA UFJF

    2014

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    RODRIGO DA COSTA MOREIRA

    O ESTUDO DA PEQUENA CENTRAL HIDRELTRICA (PCH) DE JACAR/GO

    Trabalho Final de Curso apresentado aoColegiado do Curso de Engenharia Civil da

    Universidade Federal de Juiz de Fora, como

    requisito parcial obteno do ttulo de

    Engenheiro Civil.

    rea de Conhecimento: Geotecnia

    Orientador: Mrcio Marangon, D. Sc.

    Juiz de Fora

    Faculdade de Engenharia da UFJF

    2014

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    O ESTUDO DA PEQUENA CENTRAL HIDRELTRICA (PCH) DE JACAR/GO

    RODRIGO DA COSTA MOREIRA

    Trabalho Final de Curso submetido banca examinadora constituda de acordo com

    o Artigo 9o do Captulo IV das Normas de Trabalho Final de Curso estabelecidas

    pelo Colegiado do Curso de Engenharia Civil, como parte dos requisitos necessrios

    para a obteno do grau de Engenheiro Civil.

    Aprovado em: ____/________/_____

    Por:

    _____________________________________

    Prof. Mrcio Marangon, D. Sc. (orientador)

    _____________________________________

    Profa. Tatiana Tavares Rodriguez, D. Sc.

    _____________________________________

    Prof. Guilherme Soldati Ferreira, M. Sc.

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    AGRADECIMENTOS

    Primeiramente agradeo a Deus que me guiou nesta longa caminhada, que por

    vezes se mostrou bastante rdua.

    A minha me Balbina e meu pai Jos Carlos pela vida que me deram, e com muito

    esforo e sacrifcio me proporcionaram a oportunidade de estudar.

    A minha irm Renata pelo imenso carinho e apoio em todos os momentos.

    A minha v Maria Augusta por ser um exemplo de vida.

    Aos meus tios que foram conselheiros, amigos e me ajudaram muito nos momentos

    difceis dessa batalha. Em especial ao meu tio Gilson que em muito colaborou

    durante a elaborao deste trabalho e tambm por ser como um segundo pai

    durante toda a faculdade. Tambm ao meu tio Homero que alm de meu professor

    foi uma referncia durante esses ltimos 5 anos.

    Aos meus amigos, para vocs este agradecimento mais que especial. O que seriaa faculdade sem as amizades? Sem vocs a faculdade no teria graa. Agradeo

    pelos xerox, pelos estudos compartilhados, pelas alegrias divididas, pelos momentos

    inesquecveis que vivemos juntos nesses ltimos cinco anos. Tenho certeza que

    nossa amizade continuar mesmo que cada um trilhe um caminho distinto a partir de

    agora.

    Ao Gelogo Sevan Naves e ao Engenheiro Marcos Elias que me forneceram todo o

    material bibliogrfico sobre o estudo proposto neste trabalho, sem essa fonte deconsulta no seria possvel realizar este trabalho.

    Ao meu professor e orientador do trabalho, Marcio Marangon, pela ajuda no

    desenvolvimento deste projeto por suas aulas sempre cheias de conhecimento e

    experincias.

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    RESUMO

    O presente trabalho trata sobre um estudo de caso de uma Pequena Central

    Hidreltrica, a PCH de Jacar, localizada no Rio Caiap, no estado de Gois, que

    encontra-se em fase de licenciamento. A PCH de Jacar est inserida na temtica

    gerao de energia eltrica, em que se utiliza da queda de gua de cotas distintas

    para esta gerao. Para permitir o desnvel utiliza-se um barramento em

    determinada seo do rio, onde so construdas barragens de concreto e de terra,

    conjugadas s estruturas que permitem a gerao de energia eltrica. A escolha da

    regio de barramento, bem como da localizao de cada estrutura utilizada no

    projeto tambm objeto deste estudo. Para viabilizar a implantao das estruturas

    de barramento e gerao no stio escolhido, foram estudadas e discutidas a

    necessidade da realizao de diversos tipos de tratamento de fundao, que so

    definidos de acordo com as particularidades de cada regio tratada e dos nveis de

    exigncia que cada estrutura impe. Algumas concluses foram obtidas a partir das

    anlises realizadas.

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    SUMRIO

    1 INTRODUO................................................................................................... 1

    1.1 Apresentao................................................................................................ 11.2 Objetivos....................................................................................................... 21.3 Metodologia e organizao do trabalho........................................................ 2

    2 REVISO BIBLIOGRFICA.............................................................................. 32.1 O aproveitamento hidreltrico em Barragens............................................... 32.2 O Projeto de Pequenas Centrais Hidreltricas (PCHs)................................ 4

    2.2.1 Elementos de uma PCH.......................................................................... 52.2.1.1 Barragens........................................................................................... 52.2.1.2 Vertedouro.......................................................................................... 72.2.1.3 Tomada Dgua.................................................................................. 92.2.1.4 Aduo............................................................................................... 9

    2.2.1.5 Cmara de Carga............................................................................... 102.2.1.6 Chamin de Equilbrio........................................................................ 102.2.1.7 Conduto Forado................................................................................ 112.2.1.8 Casa de Fora.................................................................................... 112.2.1.9 Canal de Fuga.................................................................................... 11

    2.2.2 Tipos de Pequenas Centrais Hidreltricas.............................................. 122.2.2.1 PCH A Fio Dgua.............................................................................. 122.2.2.2 PCH com Reservatrio de Acumulao para regularizao diria.... 132.2.2.3 PCH com Reservatrio de Acumulao para regularizao mensal. 13

    2.3 O Arranjo Fsico de uma PCH...................................................................... 14

    2.3.1 Barragem................................................................................................. 142.3.1.1 Localizao........................................................................................ 142.3.1.2 Tipo de Barragem............................................................................... 142.3.1.3 Permeabilidade da Barragem............................................................. 152.3.1.4 Balanceamento dos materiais de construo.................................... 152.3.1.5 Aspectos Construtivos........................................................................ 16

    2.3.2 Desvio do Rio.......................................................................................... 162.3.3 Vertedouro............................................................................................... 172.3.4 Circuito de Gerao................................................................................. 17

    2.4 Fundaes de Barragens............................................................................. 182.4.1 Tratamento das Fundaes..................................................................... 18

    2.4.1.1 Substituio dos materiais da Fundao........................................... 192.4.1.2 Injees.............................................................................................. 202.4.1.3 Drenagem Subterrnea...................................................................... 23

    3 A PEQUENA CENTRAL HIDRELTRICA DE JACAR................................... 253.1 Apresentao................................................................................................ 253.2 A Geologia e Geotecnia Local...................................................................... 26

    3.2.1 Caracterizao Geolgica....................................................................... 263.2.2 Caracterizao Geotcnica..................................................................... 27

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    3.3 A Topografia da rea de Implantao.......................................................... 293.4 O Estudo das Alternativas de Arranjo e de Locao do Eixo....................... 303.5 O Projeto desenvolvido................................................................................. 33

    3.5.1 Obras de Desvio...................................................................................... 333.5.2 As estruturas de Barramento................................................................... 37

    3.5.2.1 Vertedouro.......................................................................................... 373.5.2.2 Muro de conteno da Barragem de Terra........................................ 383.5.2.3 Barragem de Terra............................................................................. 383.5.2.4 Tomada dgua.................................................................................. 39

    3.5.3 Casa de Fora e rea de Montagem...................................................... 393.5.4 Canal de Fuga......................................................................................... 40

    3.6 O Tratamento das Fundaes...................................................................... 403.6.1 rea do Vertedouro................................................................................. 413.6.2 rea da Tomada Dgua, Casa de Fora e rea de Montagem............. 413.6.3 rea do Muro de Transio/Abrao......................................................... 42

    3.6.4 rea da Barragem com Seo Mista....................................................... 433.6.5 rea da Barragem com Seo Homognea............................................ 434 ANLISE DO PROJETO................................................................................... 44

    4.1 Anlise do arranjo proposto.......................................................................... 444.2 Anlise dos tratamentos de fundaes utilizados......................................... 46

    5 CONSIDERAES FINAIS............................................................................... 48REFERNCIAS.................................................................................................... 49

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    LISTA DE FIGURAS

    Figura 2.1 Usina Hidreltrica de Itaipu.............................................................. 4Figura 2.2 Barragem de Terra da Usina de Tucuru......................................... 6

    Figura 2.3 Barragem de enrocamento com ncleo de argila vertical................ 7

    Figura 2.4 Esquema de vertedouro de soleira livre........................................... 8

    Figura 2.5 Esquema de um vertedouro Perfil Creager...................................... 8

    Figura 2.6 - Barragem Santa Barbara - VertedorCreager................................... 9

    Figura 2.7 Esquema de uma Chamin de Equilbrio......................................... 11

    Figura 2.8 - Canal de Fuga da PCH de Paranatinga II........................................ 12

    Figura 2.9 Esquema de uma trincheira de vedao.......................................... 20

    Figura 2.10 Perfurao para injeo em rocha................................................. 22

    Figura 3.1 Perfil de Sondagem Longitudinal do Eixo da Barragem.................. 28

    Figura 3.2 Curvas de nvel da rea de Implantao da PCH Jacar................ 29

    Figura 3.3 rea de inundao do Reservatrio................................................. 30

    Figura 3.4 Alternativa 1 de Arranjo (adotada)................................................... 31

    Figura 3.5 Alternativa 2 de Arranjo (no adotada)............................................ 32

    Figura 3.6 Construo da ensecadeira de 1 fase............................................ 34

    Figura 3.7 Construo do segmento do vertedouro dotado de adufas............. 35

    Figura 3.8 Remoo da ensecadeira de 1 fase............................................... 35

    Figura 3.9 Implantao da ensecadeira de 2 fase........................................... 36

    Figura 3.10 Construo da Barragem de Concreto.......................................... 36

    Figura 3.11 Remoo da ensecadeira de 2 fase e enchimento do

    reservatrio...........................................................................................................

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    Figura 3.12 Seo tpica da barragem de terra................................................. 39

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    1 INTRODUO

    1.1 Apresentao

    O homem para realizar suas atividades dirias, principalmente as atividades

    industriais de uma sociedade, necessita de energia eltrica. Essa energia pode ser

    obtida das mais diversas fontes, gerando sempre algum tipo de impacto ao meio

    ambiente.

    Uma destas formas de gerao de energia eltrica a utilizao dos recursos

    hdricos em que se aproveita o desnvel de gua. Para este tipo de gerao faz-se a

    utilizao de barramento da gua e transformao da energia da queda em energia

    eltrica, atravs de equipamentos especficos.

    Hoje em dia a produo de energia atravs desta tecnologia tornou-se um

    negcio que conta com o apoio do governo brasileiro e pode ser bastante rentvel

    aos investidores deste ramo.

    O trabalho proposto refere-se ao estudo de caso da Pequena Central

    Hidreltrica de Jacar, localizada no estado de Gois, que se encaixa neste

    contexto, com objetivo de produo de energia eltrica para a comercializao.

    Este trabalho foi elaborado com base no Projeto Bsico da Pequena Central

    Hidreltrica de Jacar. Atualmente a PCH de Jacar encontra-se em fase de

    licenciamento (Licena Prvia), no tendo sido portanto iniciadas as obras.

    Este caso foi escolhido por se tratar de uma situao de barramento onde so

    utilizados tipos distintos de barramento em determinados trechos, permitindo assim

    um estudo mais amplo das possibilidade em um projeto desta natureza.

    A amplitude deste estudo vai desde as possibilidades de localizao do eixo e

    das estruturas necessrias gerao, at as exigncias e opes para realizao

    de tratamento das fundaes na regio das estruturas.

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    1.2 Objetivos

    Este trabalho tem por objetivo fazer uma anlise do projeto bsico da

    Pequena Central Hidreltrica de Jacar, observando seus aspectos desde a

    concepo geral do projeto at alguns aspectos construtivos de interesse da rea de

    Engenharia Civil, particularmente no que se refere a Geologia e Geotecnia.

    1.3 Metodologia e organizao do trabalho

    O trabalho foi desenvolvido em trs etapas: reviso da bibliografia sobre

    Pequenas Centrais Hidreltricas (PCH) e suas particularidades; estudo do projeto da

    PCH de Jacar; anlise tcnica de aspectos relevantes do projeto.

    Na reviso bibliogrfica (captulo 2) sero abordados os aspectos relevantes

    ao desenvolvimento do trabalho, onde sero expostos conceitos bsicos que sero

    posteriormente abordados no desenvolvimento do trabalho.

    No estudo do projeto (captulo 3) ser exposto o desenvolvimento do projeto

    em si, ser mostrado a concepo geral, bem como alguns aspectos de cunho

    construtivo do que est proposto no Projeto Bsico da PCH de Jacar.

    Na anlise (captulo 4) sero abordados aspectos relevantes do projeto, com

    um foco na anlise tcnica de determinados pontos julgados importantes.

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    2 REVISO BIBLIOGRFICA

    2.1 O aproveitamento hidreltrico em barragens

    As primeiras barragens construdas pelo homem foram feitas com o intuito desuprir a escassez de gua no perodo de seca, criando reservatrios artificiais afim

    de armazenar a abundncia do perodo chuvoso. Nesse perodo elas eram

    executadas de maneira puramente emprica. Com o advento da Revoluo Industrial

    houve a necessidade de se construir um crescente nmero de barragens, o que

    permitiu o progressivo aperfeioamento das tcnicas de projeto e construo das

    mesmas.

    O aproveitamento hidreltrico a transformao da energia potencialpresente nos reservatrios de gua em energia eltrica, pela queda desta. Esta

    transformao feita atravs de turbinas que so movimentadas pela gua.

    Segundo a Agncia Internacional de Energia(2013), a energia hidreltrica

    uma fonte renovvel de energia, com potencia instalada de 3.566 TWh em todo o

    mundo. O Brasil possui 428 TWh de potencia instalada, o que representa 12% da

    energia hidreltrica produzida no planeta.

    As barragens so a forma mais comum de se viabilizar o aproveitamento da

    queda dgua para a produo de energia eltrica. A barragem permite a elevao e

    regularizao do nvel de gua, garantindo que as vazes se tornem mais

    homogneas ao longo do perodo de operao da usina.

    No Brasil foram construdas vrias Usinas Hidreltricas de grande porte que

    possuem imensos reservatrios e geram muita energia. Os maiores exemplos so: a

    binacional Usina Hidreltrica de Itaipu (Figura 2.1), uma das maiores usinas do

    mundo, com um lago de 1.350 Km e uma potncia instalada de 14.000 MW(ITAIPU,

    2013) a Usina Hidreltrica de Furnas com um lago de 1.440 Km e uma potencia

    instalada de 1.216 MW (FURNAS, 2013)entre outras. Essas usinas geram grande

    impacto ambiental e na atualidade so gerados grandes entraves para a sua

    aprovao junto aos rgos de proteo ambiental, como no caso da Usina

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    Hidreltrica de Belo Monte que encontra-se em fase de construo e foi embargada

    algumas vezes por decises judiciais.

    Figura 2.1 Usina Hidreltrica de Itaipu (imagem do site

    http://www.skyscrapercity.com, visualizada em 20/01/2014)

    2.2 O Projeto de Pequenas Centrais Hidreltricas:

    Uma modalidade muito comum hoje em dia no pas a construo de

    Pequenas Centrais Hidreltricas (PCHs) para a produo de energia eltrica. As

    PCHstratam-se basicamente de Usinas Hidreltricas tpicas que fazem o

    aproveitamento de desnveis de gua para a produo de energia, porm possuem

    menores propores que as Usinas Hidreltricas. As orientaes bsicas para a

    realizao de um projeto de uma PCH podem ser encontradas nas Diretrizes para

    estudos e projetos de Pequenas Centrais Hidreltricas da ELETROBRS(2000).

    Segundo a Resoluo 652 de 9 de dezembro de 2003 da ANEEL (2003) para ser

    considerada uma PCH, a potncia instalada deve estar entre 1.000KW e 30.000KW

    e possuir uma rea inundada mxima de 3,0Km para cheias centenrias.

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    Em comparao com as Usinas Hidreltricas, as PCHs apresentam um

    impacto sobre o meio ambiente de escala bem menor, gerando facilidades para a

    aprovao de projetos junto aos rgos ambientais. Alm disso, a distribuio

    geogrfica da gerao de energia menos centralizada, ou seja, existem mais

    pontos de gerao de energia possibilitando uma utilizao desta mais prxima aos

    centros geradores e consequentemente um menor custo de transporte atravs de

    linhas de transmisso.

    2.2.1 Elementos de uma PCH:

    Os tiposdePCHse seus arranjos estruturais/geotcnicosdependem de vrios

    fatores, dentre eles cabe destacar a topografia local, o tipo de terreno presente, alm

    do aspecto econmico da obra, buscando sempre a soluo mais econmica (dentre

    aquelas viveis tecnicamente). Porm existem alguns elementos bsicosque so

    comuns a todos ou quase todos os tipos, conforme descrito emEletrobras (2000), a

    saber:

    2.2.1.1 Barragens

    A barragem a estrutura que tem a funo de represar a gua, visando a

    elevao da altura de queda, possibilitando a alimentao da tomada dgua; edependendo do tipo de PCH, criar ou no reservatrios de regularizao de vazes.

    As barragens podem ser de terra, de enrocamento ou de concreto.Em um

    projeto de PCH pode ser usado mais de um tipo de barramento, que seja mais

    adequado caracterstica do local, como no caso da PCH de Jacar que ser

    analisada mais adiante.

    Barragem de Terra

    A barragem de terra o barramento feito a partir da compactao de

    materiais em camadas. apropriado para locais onde a topografia se apresente

    suavemente ondulada, nos vales pouco encaixados, e onde existam reas de

    emprstimo de materiais argilosos/arenosos suficientes para a construo do macio

    compactado (Figura 2.2).

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    As barragens de terra podem ser dividas em dois tipos, como visto em

    Marangon (2006):

    a) Homognea- aquela composta de uma nica espcie de material,

    excluindo-se a proteo dos taludes. Nesse caso, o material necessita ser

    suficientemente impermevel, para formar uma barreira adequada contra a gua, e

    os taludes precisam ser relativamente suaves, para uma estabilidade adequada.

    b) Zonada - esse tipo representado por um ncleo central impermevel,

    envolvido por zonas de materiais consideravelmente mais permeveis, zonas essas

    que suportam e protegem o ncleo. As zonas permeveis consistem de areia,

    cascalho ou fragmentos de rocha, ou uma mistura desses materiais.

    Figura 2.2 Barragem de Terra da Usina de Tucuru (imagem do site

    http://www.alvarocamargo.com.br, visualizada em 20/01/2014)

    Barragem de Enrocamento

    Esse tipo de barragem constitudo de pedras de rocha de tamanhos

    variveis e protegidas por uma capa impermevel a montante. apropriado para os

    vales medianamente encaixados em regies rochosas, nas quais o capeamento de

    solo muitas vezes no existe ou pouco espesso, onde existam condies

    adequadas de fundaes e pedreiras facilmente explorveis a custo competitivo ou

    excesso de escavaes obrigatrias em rocha (MARANGON, 2006).

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    Segundo Assis (2003), as barragens de enrocamento devem apresentar

    algum elemento impermevel, uma vez que sua constituio bsica de elementos

    bastante permeveis (Figura 2.3). Essa regio impermevel pode ser um ncleo de

    argila vertical ou inclinado, ou ainda uma capa de concreto a montante.

    Figura 2.3 Barragem de enrocamento com ncleo de argila vertical

    Barragem de Concreto

    As barragens de concreto apresentam grande versatilidade, podendo ser

    utilizada em muitos casos. Sua altura fica limitada pela resistncia das fundaes,

    podendo alcanar alturas elevadas quando possvel realizar a fundao apoiada em

    rocha s.

    2.2.1.2 Vertedouro

    O vertedouro o elemento que possui a funo de liberar o excesso de gua

    que aporta ao reservatrio, ou seja o vertedouro extravasa (verte) a gua que no

    ser utilizada para a produo de energia.

    O vertedouro pode ser feito a partir de um canal lateral construdo em uma

    cota superior ao leito natural do rio, com soleira vertedora a jusante. Pode tambm

    ser feito sobre o prprio corpo da barragem, sobre sua totalidade ou apenas em

    partes. Ou ainda uma associao dos dois tipos anteriores.

    O vertedouro dimensionado a partir das vazes de projeto, determinadas

    pelos Estudos Hidrolgicos.

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    Vertedouro Soleira Livre

    Segundo o Departamento de gua e Energia Eltrica do Estado de So Paulo

    (2006) o vertedouro de soleira livre (parede espessa) aquele que atinge tamanho

    suficiente para que as linhas de fluxo do escoamento sejam paralelas. Possuem

    forma geralmente retangular e bastante usado para medio de vazes (Figura

    2.4).

    Figura 2.4 Esquema de vertedouro de soleira livre

    Vertedouro Perfil Creager

    Para Chanson (2010) o vertedouro de perfil Creager(Figuras 2.5 e 2.6)

    apresenta forma arredondada em sua parede de jusante, de maneira que sua

    geometria se assemelha a geometria do fluxo e assim evitar-se o efeito da cavitao

    (efeito em que a gua descola da parede do vertedouro e cria uma zona de baixa

    presso).

    Figura 2.5 Esquema de um vertedouro perfil Creager

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    Figura 2.6 - Barragem Santa Barbara - VertedorCreager (imagem do site

    http://www.panoramio.com, visualizada em 20/01/2014)

    2.2.1.3 Tomada dgua

    A tomada dgua o local onde feita a captao da gua que ser usada

    para gerao de energia. Segundo Eletrobras (2000) a posio ideal para a

    captao geralmente nas regies cncavas, pois nas regies convexas h

    deposio de material. Devem ser projetadas tambm protees tomada dgua

    (como grades) afim de evitar que partculas muito grandes entrem na tubulao e

    venham a danificar as turbinas de gerao.

    2.2.1.4 Aduo

    A aduo o caminhamento das guas que iro gerar energia at a Cmara

    de Carga. Podem ser de dois tipos:

    Canal de Aduo

    O canal de aduo a conduo da gua atravs um canal de superfcie

    livre, desde a tomada dgua at Cmara de Carga. dimensionado a partir dos

    dados de vazo para a gerao de energia.

    Tubulao de Aduo em Baixa Presso

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    Quando no h possibilidade de se construir um canal para a aduo da gua

    (por limitaes tcnicas de topografia ou condies do terreno), esta deve ser feita a

    partir de uma tubulao de baixa presso, que possui a mesma funo, porm

    sendo realizada a partir de um conduto fechado.

    2.2.1.5 Cmara de Carga

    Cmara de carga a estrutura que promove a transio entre o escoamento

    de superfcie livre (ou de baixa presso) e o escoamento sob presso elevada dos

    condutos forados. Tem a funo de fornecer gua aos condutos forados e tambm

    aliviar a presso gerada por um fechamento brusco do dispositivo de controle de

    vazes turbinadas.

    2.2.1.6 Chamin de Equilbrio

    De acordo com Eletrobras (2000) a chamin de equilbrio um reservatrio

    de eixo vertical, normalmente posicionado no final da tubulao de aduo de baixa

    presso e a montante do conduto forado, que tem a finalidade de amortecer as

    variaes de presso provenientes do conduto forado; aliviar o golpe de arete (que

    a variao brusca da presso, gerando esforos anormais nas paredes da

    tubulao, podendo danificar estas),que pode ser ocasionado por um fechamentobrusco do dispositivo de controle de vazes turbinadas;armazenar gua para

    fornecer ao conduto forado (Figura 2.7).

    Quando necessrio, a chamin de equilbrio deve ser instalada o mais

    prximo possvelda casa de fora, para reduzir o comprimento do conduto forado e

    diminuir os efeitos dogolpe de arete.

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    Figura 2.7 Esquema de uma Chamin de Equilbrio (imagem do site

    http://dc428.4shared.com, visualizada em 20/01/2014)

    2.2.1.7 Conduto Forado

    Conduto forado a tubulao que recebe a gua da cmara de carga e leva

    at as turbinas onde gerada a energia eltrica. Esse conduto est sujeito a

    presses elevadas. O dimensionamento do dimetro do conduto feito a partir das

    vazes de gerao, fazendo consideraes de ordem econmica a fim de se buscar

    um maior custo beneficio.

    2.2.1.8 Casa de Fora

    A casa de fora a estrutura onde so abrigados os equipamentos

    eletromecnicos responsveis pela transformao da energia potencial da gua em

    cotas elevadas, em energia eltrica. O projeto da casa de fora condicionado pelo

    porte dos equipamentos os quais ela ir abrigar.Para Eletrobras (2000) em qualquer

    caso deve ser prevista uma ponte rolante, para auxiliar nos trabalhos de montagem,

    desmontagem e manutenes previstas das estruturas.

    Eletrobras (2000) recomenda que a casa de fora deve ficar localizada

    incorporada ao barramento, prximo ao p da barragem, a fim de otimizar a altura de

    queda.

    2.2.1.9 Canal de Fuga

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    O canal de fuga o canal pelo qual as guas turbinadas (usadas na gerao

    de energia) so devolvidas ao rio. Inicia-se a jusante da casa de fora. Seu

    dimensionamento deve ser feito de acordo com a vazo de gerao (Figura 2.8).

    De acordo com Eletrobras (2000) o escoamento no canal de fuga deve ser

    sempre laminar e com velocidades baixas (V

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    - facilita os estudos e a concepo da tomada dgua.

    Na concepo do projeto podem ser feitas as seguintes consideraes:

    - uma vez que no h flutuaes significativas do NA do reservatrio, nonecessrio que a tomadadgua seja projetada para atender as deplees do NA;

    - do mesmo modo, quando a aduo primria projetada atravs decanal aberto, a

    profundidade do mesmo dever ser a menor possvel,pois no haver a

    necessidade de atender s deplees;

    - pelo mesmo motivo, no caso de haver necessidade de instalao dechamin de

    equilbrio, a sua altura ser mnima, pois o valor dadepleo do reservatrio, o qualentra no clculo dessa altura, desprezvel;

    - as barragens sero, normalmente, baixas, pois tm a funo apenasde desviar a

    gua para o circuito de aduo;

    - como as reas inundadas so pequenas, os valores despendidos comindenizaes

    sero reduzidos.

    2.2.2.2 PCH com Reservatrio de Acumulao para regularizao diria

    Esse tipo de PCH empregado quando as vazes de estiagem do rio so

    inferiores necessria para fornecer a potncia para suprir a demanda mxima do

    mercado consumidor e ocorrem com risco superior ao adotado no projeto.

    Nesse caso, o reservatrio fornecer o adicional necessrio de vazo

    regularizada.

    2.2.2.3 PCH com Reservatrio de Acumulao para regularizao mensal

    Quando o projeto de uma PCH considera dados de vazes mdias mensais

    no seu dimensionamento energtico, analisando as vazes de estiagem mdias

    mensais, pressupe-se uma regularizao mensal das vazes mdias dirias,

    promovida pelo reservatrio.

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    2.3 O Arranjo Fsico de uma PCH

    A determinao do arranjo fsico de uma PCH depende de muitas variveis,

    pois cada PCH nica e apresenta muitas particularidades (como condies

    geolgicas e topogrficas) que conduzem a escolha do arranjo e elaborao do

    projeto. O Ministrio de Minas e Energia (2007) mostra os principais pontos que

    devem ser levados em considerao.

    Para chegar-se a uma soluo otimizada utiliza-se de processos iterativos,

    onde algumas solues so propostas e analisadas antes de chegar a uma

    concluso final sobre qual arranjo a ser adotado. Por definio, o melhor arranjopara

    um determinado aproveitamento hidreltrico aquele que consegue posicionar

    todos os elementosdo empreendimento de maneira a combinar a segurana

    requerida pelo projeto e as facilidadesde operao e manuteno com o custo global

    mais baixo.

    2.3.1 Barragem

    2.3.1.1 Localizao

    A localizao do eixo da barragem e do circuito de gerao um dos critrios

    mais importantes para a escolha do arranjo mais econmico. Em rios que tem

    desnveis concentrados, como quedas dgua ou corredeiras em geral o eixo da

    barragem deve ficar localizado a montante da quedaconcentrada de maneira a

    reduzir a altura do barramento e, portanto, o custo da barragem.

    2.3.1.2 Tipo de Barragem

    A escolha do tipo de barragem est condicionada as condies de topografia,

    condies de suporte para as fundaes e disponibilidade de materiais de

    emprstimo nas regies adjacentes ao empreendimento.

    Segundo o Manual de InventrioHidroeltrico deBacias Hidrogrficas

    (MINISTRIO DE MINAS E ENERGIA, 2007)geralmente em nvel de Estudos de

    Inventrios no so conhecidos detalhes geotcnicos para a fundao (so

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    executados apenas sondagens a trado), dessa forma sugere-se adotar alternativas

    tradicionais, evitando-se propor, nesta fase inicial, solues do tipo concreto em

    arco, abbadas ou contrafortes.

    Para chegar a uma concluso acerca do tipo de barragem a ser adotada,

    devem ser bem conhecidos os parmetros geomecnicos da fundao. As

    fundaes da barragem devem ter estes parmetros iguais ou melhores do que os

    mesmos parmetros do macioda barragem. Seguindo este critrio, barragens de

    concreto, convencional oucompactado a rolo, por exemplo, no devem ser fundadas

    em solo ou rocha decomposta, mas somente em rocha s de boa qualidade. Da

    mesma forma, as barragens de enrocamento podem ter fundaes em rocha

    alterada com condies de suporte adequadas.

    2.3.1.3 Permeabilidade da Barragem

    Uma barragem deve ser capaz de impedir a passagem da gua da regio de

    montante para a regio de jusante. Segundo Costa (2012) de acordo com o tipo de

    barragem escolhida h diferenas na forma de impermeabilizao da estrutura de

    barramento. Normalmente para os aterros em solo homogneo necessrio prever

    a construo de uma trincheira de vedao que atinja um horizonteimpermevel na

    fundao. Para as barragens deenrocamento, com ncleo de argila central, essa

    trincheira deve ser uma continuao do ncleo e descer at atingir o topo da rocha

    s. As barragens de concreto j so estanques por caracterstica do material de

    construo.

    2.3.1.4 Balanceamento dos materiais de construo

    Outro critrio geotcnico importante o que busca o balanceamentoentre os

    materiais que sero escavados para realizao das obras, e aqueles que seroutilizados como materiais de construo. inevitvel nesse tipo de obra que haja

    escavaes gerando sobras de materiais. O descarte desse material gera custos

    com transportes e reas de bota-fora. Dessa forma de fundamental importncia

    buscar utilizar esse material na prpria obra. Quando h grandes escavaes em

    rochas, por exemplo, pode-se fazer o uso como agregado no concreto.

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    Como, entretanto, esteequilbrio depende do fluxo real da obra, pode haver

    necessidade de estocagem intermediria ouutilizao de jazidasadicionais.Estes

    fatores provocam acrscimos de custo que distorcem as estimativas originais. Por

    esta razo recomendvel que se procure arranjos flexveis, prevendo uma perda

    na utilizao do material dasescavaes requeridas.

    2.3.1.5 Aspectos Construtivos

    No projeto de um barramento devem ser levados em conta os aspectos

    construtivos locais, a fim de evitar dificuldades maiores ou at mesmo

    impossibilidade da realizao do projeto. Como exemplo disso, barragens de aterro

    homogneo ou de enrocamento, com ncleo de argila, no devem ser previstas em

    regies onde existe a possibilidade de chuvas ao longode todo ano.

    2.3.2 Desvio do Rio

    O desvio do rio definido a partir das particularidades construtivas definidas

    pelo arranjo, dessa forma h influncia direta da escolha de um sobre o outro.

    O desvio do rio por adufas ,de maneira geral, a soluo mais econmica.

    Para a construo das adufas, tipicamente, em uma primeira etapa, o rio

    estrangulado por uma ensecadeira longitudinal, aensecadeirade primeira fase, que

    provoca o estrangulamento de uma seo do rio permitindo assim a construo da

    barragem ou vertedouro onde sero instaladas as adufas. Em uma segunda etapa,

    aps completar a parte necessria da estrutura dedesvio, o rio desviado para as

    adufas fechando-se o estrangulamento do rio com ensecadeiras de segunda fase,

    para que sejam concludas as obras da barragem ou vertedouro neste novo trecho

    ensecado.

    Arranjos com vertedouros de encosta so associados a desvio por tneis,

    sendo concebidos em valesestreitos. Os tneis, juntamente com os canais de

    aproximao e restituio so construdos, em geral,sem necessidade de

    ensecadeiras. Uma vez terminada a sua construo, o leito do rio fechado e

    iniciada a construo da barragem.

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    Galerias so recomendadas para locais com vazes de projetobaixas e

    quando houver espao na parte baixa da ombreira para serem construdas a seco

    ou sem condies geolgicas de se fazer tneis.

    2.3.3 Vertedouro

    O vertedouro deve ser dimensionado para escoar a cheia de projeto, sem que

    haja sobre elevao do nvel mximo normal do reservatrio. O tipo mais comum de

    vertedouro utilizado em PCHs o vertedouro tipo soleira livre, onde a largura do

    vertedor a largura da calha natural do rio. Entretanto essa soluo pouco

    eficiente nos casos onde o barramento feito em sees largas do rio, em vales

    abertos (arranjo pouco comum de barramento).

    As alternativas ao vertedouro de soleira livre so os canais laterais, que

    geralmente requerem a escavao do canal para conduo da gua vertida. Essa

    soluo vivel quando h facilidade de escavao para abertura do canal. Outra

    soluo so os vertedouros com comportas, que permitem a liberao do excesso

    de gua em momentos mais oportunos, permitindo um melhor controle das vazes

    vertidas.

    Para arranjos com trechos de vazo reduzida entre a barragem e o canal defuga devem ser previstos descarregadores ou vlvulas de fundo para garantir as

    vazes sanitrias.

    2.3.4 Circuito de Gerao

    O circuito de gerao deve ser projetado de maneira a localizar a casa de

    forca ou canal de fuga ajusante da queda concentrada de maneira a aproveitar ao

    mximo a queda no aproveitamento. Atendida tal condio, busca-sereduzir o

    comprimento total do circuito de forma a encontrar a soluo mais prtica

    eeconmica. Reduzir o trecho do circuito em presses elevadas muito importante,

    uma vez que o valor do metro linear desse tipo de circuito bastante elevado, seja

    em condutosforcados na superfcie ou em tneis forados. Na fase de Estudos de

    Inventrios, evitam-se obras subterrneas de grande vulto, uma vez que as

    condies do subsolo no so bem conhecidas.

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    2.4 Fundaes de Barragem

    As barragens geralmente so implantadas em regies onde as caractersticas

    de geologia local so favorveis, e as condies geotcnicas de apoio apresentam

    bons ndices. Porm, por se tratarem de obras de grande porte, nem sempre as

    condies naturais do terreno so suficientes para a implantao das estruturas de

    barramento. Alm disso, o fato da obra possuir uma abrangncia muito grande faz

    com que terrenos com caractersticas distintas sejam utilizados como material de

    fundao.

    As grandes solicitaes provocadas no terreno em que se apoiam constituem

    uma deficincia por vezes presentes em algumas reas onde deseja-se assentar o

    barramento.

    Outro problema muito comum presente no terreno que obriga o projetista a

    aes para a correo a permeabilidade. O terreno no pode permitir a fuga do

    material barrado para a regio de jusante.

    Para corrigir os problemas de solicitaes excessivas ou de permeabilidade

    do macio, necessrio realizar o tratamento das fundaes, de forma que as

    caractersticas exigidas em projeto sejam alcanadas.

    2.4.1 Tratamento das Fundaes

    O tratamento das fundaes o processo pelo qual as propriedades definidas

    como inadequadas ao assentamento da obra so corrigidos.

    Segundo Costa (2012) a escolha do melhor mtodo de tratamento depende

    fundamentalmente das caractersticas geolgicas e do objetivo do tratamento. De

    acordo com as caractersticas geolgicas, as fundaes so agrupadas em:

    fundaes em rocha; fundaes em material granular grosseiro (areia e cascalho); e

    fundaes em materiais granular fino (silte e argila). Quanto aos objetivos resumem-

    se em: melhorar a resistncia dos materiais de fundaes; reduzir a percolao de

    excessiva da gua atravs das fundaes; e reduzir a sub-presso na base da

    barragem.

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    Assim pode-se definir mtodos distintos de tratamentos que podem ser

    empregados de acordo com as particularidades de cada projeto (exigida e

    encontrada no local). Para Sabarly (1968) a arte do projetista consiste em ter um

    profundo conhecimento dos fenmenos fsicos em jogo e de saber adaptar a cada

    caso particular, e que sempre complexo, os princpios gerais, sem subestimar uns

    em relao aos outros. Portanto escolher o melhor tipo de tratamento algo que

    exige a sensibilidade do projetista para perceber que cada caso possui suas

    particularidades, mas deve ser avaliado dentro dos princpios gerais j difundidos

    fazendo as adaptaes necessrias.

    Segundo Costa (2012) seguem os seguintes tipos de tratamento de

    fundaes:

    2.4.1.1 Substituio dos materiais da Fundao

    Retirada do material superficial

    Independentemente do tipo de tratamento a ser utilizado em uma fundao de

    barragem, importante garantir que a capa de solo superficial seja removida, de

    forma que a rocha s fique exposta e disponvel para servir de apoio s estruturas.

    Na maioria dos casos a profundidade de retirada deste material no ultrapassa 3metros, chegando profundidades maiores somente em alguns locais,

    principalmente onde h ocorrncia de formigueiros.

    Trincheira de Vedao

    Trincheira de vedao o procedimento pelo qual realizada a escavao de

    uma regio central ao barramento, ao longo de toda a seo de barragem, esta

    regio preenchida com material de baixa permeabilidade e compactado conforme

    condies preestabelecidas (Figura 2.9).

    Essa substituio de material de m qualidade por material de qualidade

    superior, pode ser bastante onerosa, uma vez que esta substituio deve ser feita a

    seco, para no comprometer as caractersticas mecnicas do material de

    substituio. Segundo Cruz (1996) deve-se realizar uma anlise cuidadosa dalargura

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    da trincheira, da compatibilidade entre as deformaes do material da trincheira e do

    material adjacente, e da estabilidade dos taludes de escavao.

    Figura 2.9 Esquema de uma trincheira de vedao (imagem do site

    http://www.ebah.com.br, visualizada em 20/01/2014)

    Diafragma

    Os diafragmas rgidos so formados pela substituio de uma estreita faixa da

    fundao por sucessivos painis de concreto, formando um muro geralmente

    localizado abaixo do eixo da barragem. Este processo utilizado para conter o

    excesso de gua percolada sob a barragem. Para Costa (2012) este mtodo

    apresenta vantagem sobre a trincheira de vedao pois possvel sua execuo

    sem que seja necessrio realizar o rebaixamento do lenol fretico do barramento,

    processo que geralmente fica muito caro.

    Tapetes

    O tapete a substituio do material mais superficial da fundao por uma

    camada impermevel, podendo corresponder a um prolongamento do ncleo nas

    barragens zonadas. Para Cruz (1996) o material utilizado no deve ter

    permeabilidade superior a105cm/s e sua espessura mnima deve ser de 1 metro de

    material compactado.

    2.4.1.2 Injees

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    O tratamento por injees no macio consiste em fazer penetrar nos vazios

    um produto cimentante, a calda de injeo. Essa calda tem a propriedade de

    endurecer aps certo tempo de aplicao de forma a consolidar o macio em

    questo.

    Para Costa (2012) as injees possuem trs tipos distintos; as injees de

    colagem que visam eliminar os vazios existentes entre as fundaes rochosas e o

    macio; as injees de consolidao que objetivam melhorar as condies de

    resistncia das fundaes; e as cortinas de injeo que tem como principal objetivo o

    controle da percolao de gua atravs do macio. As injees podem ser

    realizadas em rochas, solos ou em materiais de transio, os denominados

    saprlitos.

    Injees em Rocha

    De acordo com Costa (2012) trs fatores assumem maior importncia nas

    injees em rocha, so eles: planejamento das perfuraes e das injees; tipo de

    calda; e presso de injeo.

    O planejamento das perfuraes deve ser feito de maneira eficiente, de forma

    a evitar furos desnecessrios que levem a perda de tempo e dinheiro. Para que esseplanejamento seja bem executado necessrio que se tenha bem definido o

    objetivo do tratamento e tambm que o local a ser tratado seja bem conhecido

    geologicamente. Aps a definio da disposio e profundidade dos furos, deve-se

    determinar o tipo de injeo a ser feita. Na ascendente perfura-se o furo at a

    profundidade prevista e executa-se a injeo de baixo para cima, um mtodo mais

    rpido. Na descendente a injeo feita logo aps sua perfurao, um mtodo

    mais seguro, pois elimina o risco de comunicao do produto injetado com os

    trechos ainda no injetados.

    O tipo de calda de injeo deve ser escolhida de acordo com as

    caractersticas do terreno a ser tratado e com o objetivo do tratamento. A

    composio mais comum das caldas cimento e gua, mas podem ser

    acrescentados alguns outros produtos como a betonita, areia e pozolana, afim de se

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    obter caractersticas mais adequadas ao tratamento. A caracterstica mais

    importante da calda sua injetabilidade, determinada pela viscosidade no momento

    da injeo, quanto mais fluida mais fcil ser a penetrao atravs das fraturas.

    A presso de injeo aquela que se faz necessria para permitir a

    penetrao da calda injetada nos vazios do macio rochoso. Quanto maior for a

    presso, maior ser o raio de alcance da calda a partir do furo, bem como a

    possibilidade de penetrao nas fraturas de pequena abertura. Entretanto essas

    presses no podem ser demasiadas altas, pois desta forma poderiam levar o

    macio a sofrer novos fraturamentos (Figura 2.10).

    Figura 2.10 Perfurao para injeo em rocha (imagem do site

    http://www.consultoriaeanalise.com, visualizada em 20/01/2014)

    Injees em Solo

    Segundo Costa (2012) as injees em solos, seja para aumentar sua

    resistncia ou para reduzir a percolao pode ser feita por trs processos:

    a) Injeo comum; processo anlogo injeo em rocha, preferencialmente pelo

    mtodo descendente.b) Injeo em Tubo Manchete; consiste em um tubo de ao ou PVC rgido, com

    um trecho perfurado e envolvido por uma borracha flexvel. Abre-se o furo at

    a profundidade desejada e executa-se a injeo pelo mtodo ascendente.

    Aps a fixao a calda injetada sob presso, rompendo a membrana de

    borracha e penetrando nos vazios.

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    c) Alta presso; consiste na introduo de uma haste de perfurao dotada de

    ponteira com bicos de jato, onde introduzida gua sob elevada presso. Ao

    atingir a profundidade desejada substitui-se a alimentao de gua pela calda

    de cimento e gua (com fator gua/cimento igual a 1). A velocidade do jato

    atinge de 200 a 300 m/s o que provoca a desagregao do solo ao redor e

    produzindo uma argamassa a partir da mistura do solo com a calda de

    cimento.

    Injees em Saprlitos

    O saprlito um material de constituio muito variada, de acordo com a

    rocha que lhe deu origem (tambm referido como solo residual jovem). Porm

    segundo Costa (2012) podem se distinguir dois tipos predominantes, os de

    constituio arenosa e os de constituio silto-argilosa, sendo os segundos muito

    mais comuns.

    Para Costa (2012) as injees nesse tipo de material apresentam dificuldades

    quando algumas fraturas permanecem abertas que so: a impossibilidade de

    penetrao pela impermeabilidade da argila; e o carreamento das partculas ao

    longo dos planos de fraturas. Dessa forma quando a camada de saprlito espessa

    e suas fraturas comprometem a permeabilidade, a nica forma de tratamento por

    meio de resinas e silicato gel, o que onera muito o tratamento.

    2.4.1.3 Drenagem Subterrnea

    Segundo Costa (2012) a drenagem subterrnea uma forma de tratamento

    de fundaes que possui dois objetivos principais, direcionar o fluxo das guas

    subterrneas e aliviar a presso hidrosttica na base da barragem, conformeexplicados a seguir.

    Direcionamento do Fluxo das guas Subterrneas

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    O fluxo de guas subterrneas pode provocar elevadas presses no macio,

    dessa forma torna-se fundamental realizar o caminhamento dessas guas de forma

    a direcionar o fluxo de maneira adequada.

    A soluo mais aplicada so os DHP (Dreno Horizontal Profundo) que

    consistem em tubos de PVC furados ou ranhurados, revestidos de manta txtil,

    assentado com caimento de 5 a 10 que tem o objetivo de captar as guas

    subterrneas e leva-las para um sistema de captao externo ao macio.

    Esses DHP so geralmente utilizados em obras de conteno de taludes,

    obras muito comuns em projetos de barragens.

    Nas fundaes em solos essencialmente argilosospode-se empregar tambmos drenos verticais de areia, que consiste em furos verticais no material, preenchido

    com areia. Esses drenos tambm aceleram o processo de adensamento do solo.

    Alvio de Presses Hidrostticas

    O alvio da presso atravs de drenos deve ocorrer nas barragens de

    concreto, onde a relao H/B (altura da barragem e comprimento da base) so

    maiores em comparao com os demais tipos de barragem, e dessa forma o

    problema da subpresso se torna mais significativo.

    A execuo destes drenos costuma ser realizada no corpo da barragem

    prxima ao p desta. So abertos no macio rochoso com auxilio de equipamentos

    de rotopercusso.

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    3 A PEQUENA CENTRAL HIDRELTRICA DE JACAR/GO

    Para descrever a Pequena Central Hidreltrica de Jacar foi usado como

    referncia o PROJETO BSICO - RELATRIO FINAL que foi apresentado junto a

    ANEEL, bem como seus anexos. Este relatrio foi elaborado pela RECOL Rezende

    & Elias Consultoria Ltda sob a coordenao do Engenheiro Civil Marcos Elias.

    3.1 Apresentao

    A Pequena Central Hidreltrica de Jacar ser implantada no Rio Caiap, um

    dos principais tributrios do Rio Araguaia, no estado de Gois, na divisa das cidades

    de Ipor e Arenpolis. Seu barramento ficar localizado logo acima do remanso da

    PCH de Mosquito, j em operao.

    O projeto prev uma potncia instalada de 26 MW com um reservatrio

    de5,80 Km medida em seu Nvel Mximo Normal de reservatrio, na elevao 420m

    de altitude.Segundo a resoluo 652 de 2003 da ANEEL (2003) o empreendimento

    classificado como Pequena Central Hidreltrica, pois apesar de possuir um

    reservatrio superior a 3 Km atende inequao do artigo 4, inciso I:

    4,3

    (1)

    onde:P = potncia eltrica instalada em (MW);A = rea do reservatrio em (km);Hb = queda bruta em (m), definida pela diferena entre os nveis d'guamximonormal demontante e normal de jusante;

    Para o caso:A = 5,8 KmP = 26 MW

    Hb = 420m 400m = 20mPortanto:

    ,8 1, 26

    20= 18,9

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    Em virtude da morfologia do local, onde o rio no apresenta quedas naturais

    significativas, foi adotado o arranjo com as estruturas de barramento e do circuito de

    gerao, alinhadas em um mesmo eixo.O aproveitamento contar com um

    vertedouro que ocupar toda a calha natural do rio, sendo a ombreira esquerda

    fechada por um pequeno muro de gravidade. Pela margem direita, teremos em

    seguida ao vertedouro, as estruturas do circuito de gerao, tomada dgua e casa

    de fora, sendo a crista da tomada dgua, alinhada crista do vertedouro.

    Fechando o vale, tem-se em seguida tomada dgua, uma barragem de terra de

    seo homognea. A casa de fora, uma estrutura monoltica tomada dgua, foi

    dimensionada para abrigar as trs unidades geradoras do tipo Tubular S com rotor

    Kaplan.

    3.2 A Geologia e Geotecnia Local

    Para a elaborao dos estudos geolgicos e geotcnicos locais foram

    implementados os trabalhos de interpretao de imagens de satlite e de aerofotos

    convencionais, realizados perfis em campo com descrio dos afloramentos

    rochosos e ao longo das drenagens e das estradas, comcoleta de amostras, para

    anlises fsicas e definio da litologia local. Alm disso foram empregados

    procedimentos para a deteco de falhas/fraturamentos, utilizando-se de mtodos

    de medio de eletroresistividade. Foram contratadas empresas terceirizadas para

    realizao de tais servios.

    3.2.1 Caracterizao Geolgica

    O substrato geolgico do local da PCH Jacar composto

    predominantemente por granitos, ocorrentes ao longo do Rio Caiap e em sua

    margem esquerda. Fora do trecho referente localizao da PCH, na margem

    direita rio do Caiap, ocorrem rochas da Bacia do Paran, pertencentes FormaoFurnas.

    As rochas granticas esto representadas por granitos alcalinos, isotrpicos e

    de colorao rosada. A granulometria de grossa a mdia. O carter isotrpico geral

    dos granitos, no raramente, quebrado por intervalos, normalmente de espessuras

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    mtricas (1m a 5m), ocasionalmente decamtrica, onde a rocha apresenta-se

    foliada. Esta foliao, mais comumente, representada apenas por uma incipiente

    reorientao de filossilicatos ou, menos comumente, constitui uma verdadeira

    xistosidade.

    J a Formao Furnas, que aflora bordejando a rea prevista para a margem

    direita do lago da PCH JACAR composta de arenitos estratificados de

    granulometria mdia a grossa. Individualmente, os estratos so macios, contudo

    em seu conjunto, apresentam uma forte anisotropia planar, representada pelos

    planos de acamamento sedimentar, com atitude variando de horizontal at 5 a 10,

    em diversos quadrantes.

    3.2.2 Caracterizao Geotcnica

    Quanto s caractersticas geotcnicas, os granitos correspondem a um bom

    substrato litolgico para a edificao de barragens, correspondem a rochas muito a

    extremamente resistentes (resistncia compresso uniaxial entre 100 a > 250

    MPa) com valores de RQD (parmetro de qualidade da rocha, onde quanto melhor,

    mais prximo de 100%), mesmo a pequenas profundidades, em geral iguais a 100%

    e, por corresponderem a rochas cristalinas nas quais os sistemas de fraturamentos

    apresentam-se em geral fechados e/ou preenchidos por material inerte, mostram-se

    praticamente impermeveis, com valores de condutividade hidralica inferiores a

    10 m/seg, no oferecendo qualquer tipo de risco de falta de estanqueidade da

    barragem ou de seu reservatrio.

    Todos os litotipos presentes na formao da regio de instalao da PCH de

    Jacar correspondem a rochas muito a extremamente resistentes, fortemente

    coesas e impermeveis, no se esperando, portanto, que ocorra qualquer problema

    geotcnico durante a execuo das obras previstas, ao contrrio, o substratogeolgico apresenta caractersticas geotcnicas bastante apropriadas para a

    instalao de barragens hidreltricas (Figura 3.1).

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    Figura 3.1 Perfil de Sondagem Longitudinal do Eixo da Barragem (RECOL, 2009)

    3.3 A Topografia da rea de Implantao

    Para realizao do mapeamento topogrfico da rea de implantao foram

    usados Levantamentos Aerofotogramtricos, Topogrficos e Topobatimtricos. Foi

    contratada empresa terceirizada para realizao do servio.

    Foi demarcada a rea de inundao prevista do reservatrio, na cota de

    420m.

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    A topografia da rea do eixo de barramento possui uma inclinao bastante

    acentuada na margem esquerda do rio Caiap, gerando uma pequena rea de

    inundao prximo a esta margem. J a margem direita possui uma inclinao

    menos acentuada, provocando um maior lago de inundao. As figuras 3.2 e 3.3

    mostram as curvas de nvel da rea de implantao e a rea de inundao do

    reservatrio respectivamente.

    Figura 3.2 Curvas de nvel da rea de Implantao da PCH Jacar (RECOL, 2009)

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    Figura 3.3 rea de inundao do Reservatrio (RECOL, 2009)

    3.4 O Estudo das Alternativas de Arranjo e de Locao do Eixo

    O eixo de implantao das estruturas de barramento da PCH de Jacar teve

    sua localizao predeterminada pelo limite do remanso do reservatrio da Pequena

    Central Hidreltrica de Mosquito, que fica localizada imediatamente a jusante e

    possui nvel normal mximo na cota de 400m.

    A escolha do local coincide tambm com uma regio que apresenta aspectos

    geolgicos favorveis, com vastos afloramentos do macio de granito, junto

    ombreira esquerda e no leito do rio.

    A ombreira esquerda apresenta-se bastante pronunciada com encostas

    inclinadas de cerca de 30. Na margem direita, o vale apresenta-se mais aberto,

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    com encosta com baixa declividade. Alternativas de localizao do eixo em

    localizaes distintas conduziriam a perda de carga em funo da elevao do nvel

    de jusante e maiores volumes de obras, em funo de ombreiras menos

    pronunciadas.

    As caractersticas geolgicas, do vale na regio do stio e do estiro de rio a

    ser aproveitado conduziram a uma nica alternativa de arranjo, com o eixo das

    estruturas de barramento, vertedouro e de gerao alinhados, com a casa de fora

    ao p da barragem.

    Alternativas de layout foram avaliadas sempre mantendo o vertedouro

    centrado na calha do rio, buscando posies diferentes para o circuito de gerao.

    Assim duas alternativas foram estudadas. A primeira com circuito de gerao

    localizado na margem direita e a segunda alternativa localizado na margem

    esquerda.

    Figura 3.4 Alternativa 1 de Arranjo (adotada) (RECOL, 2009)

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    Figura 3.5 Alternativa 2 de Arranjo (no adotada) (RECOL, 2009)

    Conforme se observa, ambos os layouts encontram-se no mesmo eixo,

    havendo apenas alterao nos volume das obras e respectivos custos envolvidos

    em sua implantao, os quais esto apresentados na tabela 3.1.

    Importante ressaltar que os volumes relativos implantao do vertedouro

    no esto apresentados, pois so coincidentes entre as alternativas.

    Tabela 3.1 Estudos comparativos entre as Alternativas 1 e 2 (RECOL, 2009)ALTERNATIVA 1

    Servio Unidade Quantidade Custo Unitrio(R$) Custo Total(R$)Escavao Comum m 67.066 8,00 536.528,00Escavao em rocha m 35.571 25,20 896.389,00Aterro compactado m 117.181 10,25 1.201.105,00Concreto (CCV) m 31.030 220,00 6.826.600,00Concreto (CCR) m 6.000 125,00 750.000,00Linha de Transmisso Km 4,0 247.800,00 991.200,00

    TOTAL 11.201.822,00

    ALTERNATIVA 2Servio Unidade Quantidade Custo Unitrio(R$) Custo Total(R$)Escavao Comum m 84.722 8,00 677.776,00Escavao em rocha m 177.921 25,20 4.483.609,00Aterro compactado m 146.476 10,25 1.501.379,00Concreto (CCV) m 24.697 220,00 5.433.340,00Concreto (CCR) m 0 125,00 -Linha de Transmisso Km 6,0 247.800,00 1.486.800,00

    TOTAL 13.582.904,00

    Conforme pode-se observar no quadro da Tabela 3.1, a Alternativa 1 mais

    econmica. Somado a isto deve-se considerar tambm o fato de ser possvel, para a

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    Alternativa 1, concentrar as estruturas de canteiro e acampamento em uma nica

    margem, minimizando custos sendo o montante energtico de ambas as

    alternativas, coincidente.Desta forma, foi adotada a alternativa 1 para o

    desenvolvimento do projeto.

    3.5 O Projeto desenvolvido

    3.5.1 Obras de Desvio

    Para a implantao das estruturas de barramento ser necessrio fazer o

    desvio temporrio do Rio Caiap, esse se dar em duas etapas. A previso de

    concluso das obras de 20 meses o que implica na passagem de um perodo de

    cheias durante a construo. As obras sero iniciadas pela implantao dasestruturas de gerao (casa de fora e tomada dgua).

    Nesta primeira etapa, ser implantada a ensecadeira de primeira fase, junto a

    margem direita do rio Caiap (Figura 3.6), cuja principal finalidade permitir a

    implantao das estruturas da casa de fora e tomada dgua, bem como do

    segmento do vertedouro onde estaro alojadas as adufas de desvio. Esta

    ensecadeira ser coroada na cota de 404m e no provocar o estrangulamento da

    calha natural do rio, sendo implantada apenas para proteger as estruturas deeventuais cheias que possam vir a ocorrer no perodo de construo.

    Concluda a implantao da ensecadeira, sero feitas as escavaes nas

    reas das estruturas bem como do canal de desvio (Figura 3.7), sendo mantido

    apenas um septo provisrio nas extremidades deste canal.

    Em seguida, ser implantado o segmento do vertedouro dotado de adufas e

    parcialmente, as estruturas da casa de fora, tomada dgua e do muro de

    conteno da barragem.

    Posteriormente ser removida a ensecadeira de primeira fase (Figura 3.8), e

    implantada a ensecadeira de proteo das estruturas de gerao, coroadas na cota

    de 409m, que dever permanecer at que seja possvel a descida das comportas da

    tomada dgua.

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    Na segunda etapa sero implantadas as ensecadeiras de montante e jusante

    desviando o fluxo do rio atravs das adufas implantadas no corpo do vertedouro,

    junto margem direita (Figura 3.9).

    Aps esgotamento da rea ensecada sero feitas as escavaes, tratamentos

    de fundao e trmino da construo do vertedouro e muro de fechamento

    esquerdo. Em paralelo, ser concluda a montagem de equipamentos na rea da

    casa de fora e construda a barragem de terra da margem direita (Figura 3.10).

    Concludas as estruturas, ser removida a ensecadeira de jusante e dado

    incio ao enchimento do reservatrio por meio do fechamento das adufas(Figura

    3.11). Este fechamento ser feito de forma sucessiva, mantendo-se uma das

    comportas parcialmente aberta, com 30% de vazo afluente, por motivos ecolgicos

    (vazo sanitria), at a concluso do enchimento do reservatrio. Concluda esta

    etapa, as adufas devero ser preenchidas de concreto por motivo de estabilidade

    global da estrutura.

    Figura 3.6 Construo da ensecadeira de 1 fase (RECOL, 2009)

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    Figura 3.7 Construo do segmento do vertedouro dotado de adufas (RECOL,2009)

    Figura 3.8 Remoo da ensecadeira de 1 fase (RECOL, 2009)

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    Figura 3.9 Implantao da ensecadeira de 2 fase (RECOL, 2009)

    Figura 3.10 Construo da Barragem de Concreto (RECOL, 2009)

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    Figura 3.11 Remoo da ensecadeira de 2 fase e enchimento do reservatrio(RECOL, 2009)

    3.5.2 As estruturas de Barramento

    O barramento do rio ser composto por quatro seguimentos: vertedouro,

    muros, tomada dgua e barragem de terra.

    3.5.2.1 Vertedouro

    O vertedouro ter uma largura total de 160m, com perfil Creager. A dissipao

    de energia ocorrer parcialmente nos degraus do paramento de jusante.Em funo

    da excelente competncia observada no macio de granito a jusante da estrutura, foi

    dispensada a necessidade da bacia de dissipao.

    Esta estrutura ser edificada em concreto do tipo compactado a rolo (CCR)

    sendo seus paramentos de montante e jusante protegidos por concreto convencional

    de maior consumo de aglomerante.

    Junto extremidade direita desta estrutura, sero implantadas 4 aberturas

    (adufas) para desvio do rio.

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    3.5.2.2 Muro de conteno da barragem de terra

    A transio entre a barragem de terra e as estruturas principais de concreto

    ser feita por um muro misto encontro/ala. Este muro ter extenso de 15m ao longo

    do eixo da barragem que permitir o encontro frontal com o ncleo da barragem a

    sua direita e ter contato com a tomada dgua pela sua esquerda.

    O muro ter altura da ordem de 31m, tendo em vista a necessidade de

    remoo dos solos de alterao de granito existentes na fundao.

    No lado de montante, o muro se estende por aproximadamente 46 m em

    forma de ala, contendo a saia de montante da barragem de enrocamento, evitando o

    avano da saia sobre a entrada da tomada dgua.

    No lado de jusante, o talude da barragem apoia-se diretamente contra as

    paredes da casa de fora.

    3.5.2.3 Barragem de Terra

    A barragem de terra ser composta por dois trechos principais, que so a

    barragem de terra propriamente dita, com extenso aproximada de 362 m, e o trecho

    de seo mista onde ocorre a transio, com extenso de 23 m.

    A barragem ter seo homognea em solo com proteo de talude em rip-

    rap, desde 1 m abaixo da sua cota normal at sua crista, situada na elevao

    425,40m.O solo a ser empregado na execuo do aterro ser obtido das prprias

    escavaes obrigatrias na rea de fundao das estruturas de concreto,

    complementadas pelas jazidas terrosas (argilas) identificadas nas reas montante

    e dentro da rea do reservatrio futuro.

    A conduo da gua captada no filtro vertical e aquelas em percolao pela

    fundao ser efetuada pelo filtro horizontal, tambm de areia, com espessura de

    0,60 m, at chegar ao dreno de p constitudo de transio e enrocamento.

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    O segundo trecho da barragem de terra corresponde transio e respectivo

    encontro/abrao com as estruturas de concreto. A seo tpica (Figura 3.12) no

    encontro uma seo mista de solo-enrocamento, com ncleo central argiloso com

    inclinao de 1V:0,15H a montante e tambm a jusante, permitindo uma zona de

    contato com a fundao. Entre o ncleo e o espaldar montante de enrocamento foi

    includa camada de transio. A jusante foram previstas camadas de filtro e

    transies processadas entre o ncleo e o espaldar de enrocamento.

    Figura 3.12 Seo tpica da barragem de terra(RECOL, 2009)

    3.5.2.4 Tomada dgua

    A Tomada dgua ficar localizada margem direita do vertedouro, realizando

    o fechamento de todas as estruturas responsveis pelo barramento do Rio Caiap

    na seo.

    3.5.3 Casa de Fora e rea de Montagem

    A casa de fora ter sua estrutura integrada tomada dgua, como

    usual para mquinas o tipo tubular S com casa de fora ao p da barragem. Ter

    largura total de 34 m e comprimento de 30,65 m, projetada para abrigar trs

    unidades geradoras do tipo tubular S com potencial total de 26 MW.

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    A montante ter duas galerias, em nveis diferentes. A galeria inferior abrigar

    os auxiliares eltricos e mecnicos. Na galeria superior estaro alocados a sala de

    comando e controle, sanitrios, recepo, escritrios e almoxarifado.

    Junto lateral direita da casa de fora, ser implantada a rea de montagem

    projetada para abrigar os trabalhos de montagem dos equipamentos durante a fase

    de implantao e futuras manutenes.

    3.5.4 Canal de Fuga

    O canal de fuga ter um comprimento de cerca de 140 m e ser escavado em

    continuidade casa de fora. Ter seus taludes escavados em seo solo/rocha. Os

    taludes escavados em rocha podero, onde necessrio, ser estabilizados porchumbadores, e/ou protegidos com concreto projetado. Os taludes em solo,

    escavados na razo 1V:1,5H, sero revestidos com enrocamento, para proteo

    contra eroses.

    3.6 O Tratamento das Fundaes

    Conforme descrito anteriormente, de maneira geral a geologia da rea do eixo

    da barragem apresenta aspectos bastante favorveis implantao das estruturas,

    seja no que se refere a resistncia dos materiais ou permeabilidade do macio.

    Porm o projeto contar com algumas escavaes obrigatrias, que permitiro uma

    anlise muito mais detalhada no momento da execuo das mesmas. Assim sendo

    os tratamentos propostos para cada rea ficam sujeitos a anlises posteriores e

    eventuais alteraes na proposta inicial.

    Os ensaios de perda dgua realizados no macio rochoso nas diversas

    sondagens mistas mostraram apenas uma ocorrncia de maior perda dgua apenas

    na sondagem FD-10 entre 16 e 19,0 m (trecho caracterizado por macio

    apresentando zona com fraturas inclinadas a 17,2 m, planas e rugosas), mas com

    caractersticas que indicam boas condies para tratamento com injees de

    impermeabilizao convencionais.

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    Excetuando as ocorrncias aluvionares prximas calha do rio com baixos

    valores de SPT e que devero ser totalmente removidas da fundao pelas

    escavaes obrigatrias, os demais solos prospectados mostraram resistncia

    sempre se elevando com a profundidade, com alguns valores baixos de SPT

    prximos superfcie, caractersticos de manchas de solos coluvionares mais

    porosos normalmente encontrados superficialmente.

    Na regio extrema do eixo prximo da ombreira direita as investigaes

    geofsicas mostraram uma regio de contato geolgico ou de falhamento, passando

    das rochas granticas para as sedimentares, o que no pode ser confirmado pelas

    investigaes mecnicas posteriores. Como no local as cargas hidrulicas so

    bastante reduzidas no se prev nenhum tipo de problema associado. De qualquer

    sorte, estes contatos devero ser investigados em subsuperfcie quando da

    elaborao do projeto executivo.

    A partir das caractersticas geolgico-geotcnicas recomendaram os

    seguintes tratamentos de fundao por trecho de obra:

    3.6.1 rea do Vertedouro

    Na regio do vertedouro e muros adjacentes, sero removidos todos os solosde cobertura e, onde necessria, efetuada escavao de regularizao removendo-

    se eventuais rochas alteradas superficiais, expondo o macio rochoso so, para

    permitir o assentamento das estruturas de concreto.

    Ao longo do eixo da estrutura dever ser feita a execuo de linha de injees

    exploratrias com furos penetrando 12 m no macio rochoso, com espaamento

    longitudinal de 12 m. Caso ocorram absores elevadas nesses furos exploratrios

    devero ser efetuados furos intermedirios para injees complementares, quepodero ser executadas em espaos progressivamente menores dependendo das

    absores encontradas. No est prevista a execuo de cortina drenante neste

    trecho, uma vez que, considerando a geometria da mesma e as demais condies

    da fundao, no se mostrou necessria tal medida.

    3.6.2 rea da Tomada Dgua, Casa de Fora e rea de Montagem

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    O tratamento ser efetuado de forma similar ao indicado para a rea do

    vertedouro sendo que na regio em questo as espessuras de solo de alterao e

    saprlito de granito alcanam valores significativamente superiores.

    As cotas necessrias para escavao na regio da casa de fora, por

    exigncias das condies hidrulicas do dimensionamento das turbinas, j as

    posicionam prximas do topo rochoso so, abaixo dos horizontes de alterao. Na

    regio da tomada dgua as exigncias hidrulicas permitiriam fundaes em cotas

    mais elevadas, porm foi prevista a substituio do material de fundao, realizando-

    se a remoo total do saprlito e posterior recomposio com concreto compactado

    com rolo (CCR), tendo em vista a importncia da estrutura e as condies mais

    rigorosas de deformao na fundao exigidas para este tipo de estrutura.

    As caractersticas observadas para o saprlito permitem lhe associar uma

    aparente baixa compressibilidade, o que poder ser avaliado em maiores detalhes

    quando da execuo do projeto executivo e mesmo durante as escavaes

    obrigatrias, podendo recomendar a reduo ou mesmo eliminao da escavao

    complementar por ora prevista.

    Os demais tratamentos superficiais e de injeo sero efetuados conforme

    preconizado para a rea do vertedouro.

    3.6.3 rea do Muro de Transio/Abrao

    Por se tratar de estrutura de interface com a barragem de terra, onde as

    exigncias em termos de deformao so menos rigorosas, assumiu-se nesse

    projeto que as escavaes sero limitadas ao nvel do topo rochoso ainda alterado,

    mas de consistncia extremamente firme (saprlito resistente), com valores de SPT

    sempre superiores a 30 golpes.

    Da mesma forma como citado para a situao da tomada dgua, a condio

    de fundao poder ser melhor aferida durante a etapa de detalhamento do projeto

    executivo e da evoluo das escavaes obrigatrias, efetuando-se as alteraes de

    projeto que se fizerem pertinentes, mas sendo presumvel que no sero muito

    divergentes da situao por ora proposta, sem impactos para o oramento da obra.

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    Ao longo do eixo da barragem dever ser dada continuidade s injees

    exploratrias, com os critrios citados para a regio do vertedouro.

    3.6.4 rea da Barragem com Seo Mista

    Na regio do encontro/abrao foi prevista a remoo total dos solos

    coluvionares e de alterao expondo o saprlito de granito, sobre o qual ser

    efetuado o apoio dos espaldares de enrocamento e do ncleo argiloso. A linha de

    injees exploratrias dever ser continuada com os mesmos critrios citados para a

    regio do vertedouro, sendo previsto,entretanto, que a mesma penetre pelo menos 8

    m em rocha s, dadas as condies de menores cargas hidrulicas aplicadas

    seo.

    3.6.5 rea da Barragem com Seo Homognea

    No trecho de seo homognea ser efetuada a raspagem superficial

    removendo os solos com presena de matria orgnica (mnimo de 0,5 m de

    profundidade) e outras manchas de solos porosos superficiais eventualmente

    detectados.

    Com eixo situado 6 m a montante do eixo da barragem, ser aberta trincheira

    exploratria com 5 m de largura de base e profundidade mdia de 2 m que tem o

    objetivo de permitir a observao direta das caractersticas dos solos de fundao

    quanto presena de solos porosos ou colapsveis, canalculos ou outras feies

    desfavorveis, a partir do que podero ser realizados tratamentos complementares

    ou remoes dessas feies.

    A partir do fundo da trincheira ser dada continuidade linha de injees

    exploratrias, da mesma forma como previsto para a regio do abrao. Na regio da

    ombreira direita onde pode ocorrer uma passagem para fundaes em rocha

    sedimentar, a evoluo do projeto executivo e principalmente, a exposio

    propiciada pela trincheira e injees exploratrias, permitiro definir com maior

    preciso eventuais tratamentos complementares, que em princpio so julgados

    pouco provveis.

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    4 ANLISE DO PROJETO

    O presente captulo se prope a analisar o projeto da Pequena Central

    Hidreltrica de Jacar. Para tanto optou-se por analisar os seguintes aspectos: o

    arranjo fsico da PCH de Jacar, comparando-se o arranjo proposto em projeto com

    as diretrizes definidas como bsicas apresentadas na reviso da literatura; e o

    tratamento das fundaes usado nas diversas reas das estruturas.

    4.1 Anlise do arranjo proposto

    A PCH de Jacar teve a localizao de seu barramento pr-definida a nvel de

    Estudo de Inventrio do Rio Caiap, pelo fim do remanso do lago da barragem da

    PCH de Mosquito, que se encontra a jusante. Este ponto alm de ser o maisotimizado (uma vez que as duas barragens esto localizadas em sequncia)

    apresenta tambm facilidades geolgicas e topogrficas que tornam esta regio

    propcia ao barramento. A estrutura geolgica da rea possui extensa formao de

    granito, rocha de caractersticas extremamente favorveis tanto ao apoio das

    fundaes quanto garantia da estanqueidade da barragem, assim sendo o local

    mostra-se bastante favorvel implantao do eixo de barramento.

    Definido a localizao do eixo da barragem passa-se anlise do tipo debarragem. Foi definido em projeto que ser feita uma barragem de concreto na

    ombreira esquerda, seguida pelas estruturas de gerao e sendo fechado na

    ombreira direita por uma barragem de solo.

    As indicaes do Manual de Inventrio Hidroeltrico de Bacias Hidrogrficas

    define que as barragens de concreto devem ser utilizadas nas situaes onde os

    parmetros de apoio das fundaes so condizentes com as cargas impostas por

    este tipo de estrutura. Conforme mostra o perfil geolgico da rea de implantao dabarragem de concreto, o apoio ser feito em granito so, desta forma a soluo

    mostra-se correta. A topografia tambm influi nesta escolha, sendo indicado este tipo

    de barramento para regies onde os vales encontram-se de forma encaixada no

    relevo. As curvas de nvel presentes na Figura 3.2 mostram exatamente tal situao,

    onde a ombreira esquerda apresenta elevada inclinao, mostrando mais uma vez

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    que a escolha de tal tipo de barramento est bastante adequada ao contexto de

    instalao.

    Na ombreira direita o fator determinante para a definio do tipo de

    barramento foi a topografia. Conforme pode ser observado na Figura 3.2, esta rea

    possui uma inclinao bastante suave, fazendo com que o barramento possua uma

    grande extenso para que as cotas definidas para o reservatrio sejam atingidas.

    Assim sendo a soluo mais vivel passa a ser o barramento por uma seo de

    terra, soluo adotada que se mostra adequada situao.

    A permeabilidade de toda a regio onde ser construdo o eixo de barramento

    apresentou resultados satisfatrios, sem perdas significativas, os problemas que

    pudessem vir a aparecer nesta questo seriam previamente solucionados pelo

    tratamento das fundaes, no gerando pois, maiores implicaes na definies

    geral do arranjo.

    O critrio do balanceamento dos materiais de corte e aterro e os aspectos

    construtivos foram os pontos que geraram uma maior necessidade de anlise, uma

    vez que pequenas mudanas no posicionamento das estruturas de barramento e do

    circuito de gerao acabam gerando grandes diferenas principalmente nos

    montantes de cortes para posicionamento destas. O fator fundamental nesta

    definio foi o econmico, pois era possvel implantar layouts distintos sem que a

    alternativa se tornasse invivel. Assim sendo o autor do projeto props um estudo

    econmico de duas alternativas possveis, as quais foram mostradas no item 3.4 e

    mostrou que economicamente a Alternativa 1 (adotada no projeto) seria a mais

    vivel.

    Para a definio do tipo de desvio aplicado no rio, prope-se de maneira geral

    como alternativa mais econmica a implantao de adufas de desvios sempre quepossvel, buscando outra soluo apenas em caso de impossibilidade da execuo

    desta. No caso em estudo a utilizao desta tcnica foi possvel, assim sendo foi

    aplicada.

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    O vertedouro mais indicado o de soleira livre, em que a sua extenso

    coincide com a calha natural do rio, no devendo ser aplicado em casos onde o rio

    apresenta calha muito alargada. Na PCH de Jacar esta soluo se mostrou vivel,

    gerando um vertedouro de dimenses aceitveis. O perfil creager foi escolhido por

    se tratar um tipo mais usado atualmente e que apresenta vantagens como

    eliminao da regio de baixa presso e tambm melhor dissipao da energia para

    a regio de jusante.

    4.2 Anlise dos tratamentos de fundaes utilizados

    Conforme mostrado na descrio do projeto, o tratamento das fundaes

    poder sofrer reavaliaes no momento da execuo das obras de escavaes

    obrigatrias, onde ser possvel uma observao e anlise mais adequada da regio

    onde sero executadas as estruturas.

    Na regio do vertedouro so propostos furos de injeo exploratria a cada

    12m, alm da remoo completa da capa superficial de solo e rochas alteradas,

    atigindo assim a rocha s. Em princpio estas solues so consideradas

    adequadas, uma vez que a remoo do material superficial permitir alcanar a

    rocha s, dando assim excelentes condies de apoio para esta rea. Os furos

    exploratrios permitiro uma nova anlise sobre algum possvel problema de

    permeabilidade que a rocha possa vir a ter e que no foi detectado pelas sondagens

    e testes de permeabilidade j executados.

    Na rea da tomada dgua e casa de fora foi previsto um tratamento similar

    ao proposto para rea do vertedouro. As escavaes nesta regio alcaaro

    volumes significativamente maiores, uma vez que o volume de material de alterao

    maior. Foi proposto que para a rea da tomada dgua, fosse removido todo

    material de alterao e que este volume fosse preenchido com concreto tipo CCR,para melhorar as condies de suporte desta rea, uma vez que o material de

    alterao pode apresentar condies insuficientes para o apoio das fundaes desta

    rea. Como no possvel fazer uma anlise conclusiva da condio do material

    saproltico desta rea, a considerao do autor do projeto em propor uma soluo

    mais conservadora, com a substituio total de tal material por concreto, porm

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    deixando claro que pode ser realizada uma reavalio por ocasio da execuo do

    projeto executivo acerca da qualidade deste material, mostra-se bastante adequada,

    pois caso o material venha a ter caractersticas compatveis com as exigncias de

    suporte, isto impactar de maneira positiva no custo da obra.

    Para a regio do muro de transio/abrao foi proposto que no seja

    realizada a remoo do material de alterao, dessa forma a fundao no ser

    apoiada em rocha s. Tal soluo mostra-se adequada uma vez que as exigncias

    estruturais para esta rea so menores, alm disso no foi encontrada nenhuma

    indicao de que a permeabilidade no local pudesse estar comprometida, situao

    que deve ser melhor avaliada na ocasio das escavaes obrigatrias e elaborao

    do projeto executivo.

    Na regio da seo mista do muro foi prevista a remoo da capa de solo

    coluvionar superficial para a exposio do saprlito de granito, alm das injeo

    exploratrias que permitiro uma avaliao melhor. Nesta rea a exigncia de

    cargas para as fundaes no muito elevada, assim sendo a soluo mostra-se

    adequada. A questo da permeabilidade tambm pode ser melhor avaliada nas

    fases de elaborao do projeto executivo e das escavaes, sendo que em princpio

    no so previstos problemas.

    Para a regio da seo homognea est prevista uma raspagem superficial

    do material superficial e posterior abertura de uma trincheira com largura de 5m e

    profundidade mdia de 2m, que tem por objetivo a observao direta dos solos

    locais, buscando-se identificar reas que possam vir a ser problemticas. Uma vez

    que o projeto prope que seja feita uma avaliao posterior da situao dessa

    regio, no cabe nesta parte nenhuma anlise acerca dos tratamentos.

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    5 CONSIDERAES FINAIS

    A partir das anlises feitas pode-se considerar que a proposta de arranjo feita

    est em total acordo com as orientaes gerais propostas pelas referncias

    bibliogrficas, mostrando que a soluo proposta pelo projetista est bastante

    otimizada.

    O tratamento das fundaes proposto, apesar de se mostrar em princpio

    adequado, deixa claro que devem ser feitas reavaliaes no momento da elaborao

    do projeto executivo, e principalmente incio das obras e das escavaes

    obrigatrias. Nestas fases ser possvel ter uma ideia mais clara da situao do solo

    in situ e desta forma realizar eventuais mudanas nas solues propostas. Cabe

    ressaltar que houve o cuidado para que tais alteraes no viessem a impactar de

    maneira significativa no oramento geral do empreendimento.

    Assim sendo, o projeto mostrou estar em sintonia com o ensinamento de

    Sabarly (1968), onde os fenmenos fsicos gerais foram bem entendidos e

    adaptados ao caso em questo, com todas as suas particularidades.

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    REFERNCIAS:

    ANEEL Agncia Nacional de Energia Eltrica, 2003Resoluo 652 de 9 de

    dezembro de 2003.

    ASSIS, A. P., 2003 Apostila de Barragens.

    CHANSON, Hubert, 2010 - The hydraulics of open channel flow: an introduction - 2

    edition.

    COSTA, W. D, 2012 Geologia de Barragens.

    CRUZ, P. T., 1996 100 Barragens Brasileiras - Casos Histricos Materiais de

    Construo Projeto.

    Departamento de gua e Energia Eltrica do Estado de So Paulo (DAEE), 2006 -Manual de pequenas barragens.

    ELETROBRAS 2000 Diretrizes para estudos e projetos de Pequenas Centrais

    Hidreltricas.

    FURNAS Furnas Centrais Eltricas S.A, 2013 - visualizado em 29/11/2013 no site

    oficial da Usina, www.furnas.com.br.

    AGNCIA NACIONAL DE ENERGIA, 2013 International Energy Agency Key

    World Energy Statistics 2013.

    ITAIPU Usina Hidreltrica Binacional de Itapu, 2013 - visualizado em 29/11/2013

    no site oficial da Usina, www.itaipu.gov.br.

    MARANGON, M., 2006 Tpicos em Geotecnia e Obras de Terra. Notas de Aula,

    visto em www.ufjf.br/nugeo, em 29/11/2013.

    MINISTRIO DE MINAS E ENERGIA 2007 Manual de Inventrio Hidroeltrico de

    Bacias Hidrogrficas, edio de 2007 da Secretaria de Desenvolvimento Energtico

    do Ministrio de Minas e Energia.

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    RECOL , 2009 RECOL Rezende & Elias Consultoria Ltda PROJETO BSICO

    RELATRIO FINAL

    SABARLY, F., 1968 - Injees e Drenagem de Fundaes em Barragens Baixas

    com Rochas Permeveis.