GESTÃO DE RISCOS E SEGURANÇA

DE BARRAGENS

A. Veiga Pinto

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

2

> GESTÃO DE RISCOS

> APLICAÇÃO DA LEGISLAÇÃO PORTUGUESA SOBRE SEGURANÇA DE BARRAGENS

> ANÁLISE ESTATÍSTICA DE DETERIORAÇOES

> FACTOR HUMANO NO CONTROLO DE SEGURANÇA

GESTÃO DE RISCOS E SEGURANÇA DE BARRAGENS (SUMÁRIO)

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

3

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

VISEU, T. (2006) – Segurança dos vales a jusante de barragens. Metodologias de apoio à gestão do risco, Tese de doutoramento, IST, Lisboa, 1- 377

PIMENTA, L. (2008) – Abordagens de riscos em barragens de aterro, Tese de doutoramento, IST, Lisboa, 1- 534

ALMEIDA, A. B. (2006) – Emergências e gestão do risco,Curso de Segurança e Exploração de Barragens, INAG ed., Lisboa, 7.1-7.110

CALDEIRA, L. (2005) – Análise de riscos em Geotecnia. Aplicação a barragens de aterro, Programa de Investigação para Obtenção de Habilitação para Funções de Coordenação Científica, LNEC, Lisboa, 1- 248

A. Silva GomesA. Betâmio Almeida

A. Tavares de CastroJosé Paixão

Laura CaldeiraLurdes Pimenta

Teresa Viseu

CNPGB (2005) – Grupo de trabalho de análise de riscos em barragens.1º Relatório de Progresso, INAG ed., Lisboa, 1-13

CNPGB (2006) – Grupo de trabalho de análise de riscos em barragens.2º Relatório de Progresso, INAG ed., Lisboa, 1-27

BIBLIOGRAFRIA FUNDAMENTAL EM PORTUGUES

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3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

PRINCIPAIS ASPECTOS QUESTIONADOS NESTE ESTUDO SOBRE GESTÃO DE RISCOS

1) Objectivos e desenvolvimento histórico?

2) Quais os conceitos fundamentais e métodos utilizados?

3) Casos de aplicação?

4) Quais as perspectivas futuras?

O QUE SE PRETENDEU SABER

5

Riscoé o valor obtido a partir da consideração de

consequências possíveis (designadamente, perdas de vidas e custos) de acontecimentos indesejáveis, conjugada com a probabilidade de ocorrência de factores (exógenos e endógenos) intervenientes no

processo

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RISCO

Como em qualquer outro acidente, também neste caso o melhor remédio é a prevenção,

que passa pela gestão do risco do sistema albufeira-barragem-vale a jusante

6

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Identificação do perigo e respectivos efeitos

Identificação das consequências

Estimativa do valor das consequências

Estimativa da probabilidade das consequências

Admissibilidade de riscos

Estimativa de riscos

Percepção de riscos

Tomada de Decisões/Recomendações

Controlo de riscos

Observação de riscos

Análise deriscos

Avaliação deriscos

Gestão deriscos

Tomada dedecisões econtrolo

Apreciação de riscos

PRINCIPAIS ACTIVIDADES DAGESTÃO DO RISCO Descrição do âmbito

7

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Descrição do âmbito

Identificação do perigo e respectivos efeitos

Identificação das consequências

Estimativa do valor das consequências

Estimativa da probabilidade das consequências

Admissibilidade de riscos

Estimativa de riscos

Percepção de riscos

Tomada de Decisões/Recomendações

Controlo de riscos

Observação de riscos

Análise deriscos

Avaliação deriscos

Gestão deriscos

Tomada dedecisões econtrolo

Apreciação de riscos

Análise deriscos

8

Por análise de riscosentende-se o conjunto de procedimentos referentes à identificação dos

acontecimentos indesejáveis, que conduzem à materialização dos riscos, à análise dos mecanismos que desencadeiam esses

acontecimentos e à determinação das respostas das estruturas e das respectivas consequências (estimativa da extensão, da amplitude

e da probabilidade da ocorrência de perdas)

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ANÁLISE DE RISCOS

> Numa análise de riscos há 3 componentes:

Um acontecimento (mecanismo de deterioração)Uma probabilidade associada à ocorrência desse acontecimentoUm dano potencial associado a esse acontecimento

O RISCO DE UM DADO ACONTECIMENTO É O PRODUTO DA PROBABILIDADE PELO DANO POTENCIAL

9

O método LCI implementa-se em duas etapas. Numa primeira etapa procede-se à identificação e avaliação das potenciais consequenciais e à sua apreciação e, numa

segunda etapa (condicionada aos resultados da primeira), àidentificação e avaliação dos modos de ruptura com

capacidade para induzir uma onda de cheia no vale a jusante (Pimenta, 2008)

Dos métodos qualitativos ou semi-quantitativos que melhor parece se adequarem à análise de riscos de barragens são

os diagramas do tipo arborescente que se referem àLocalização, Causa e Indicadores de falhas (LCI)

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A identificação das consequências conduz à estimativa do caudal de ponta na secção da barragem, o tempo de

chegada após a ruptura e a altura atingida pela onda de cheia em secções do vale previamente definidas

MÉTODO LCI

10

A aplicação dos diagramas LCI implica, para além da análise integrada de todos os elementos disponíveis (das fases de

projecto, construção e exploração), a realização de uma visita de inspecção à obra. Na realidade, estes diagramas valorizam

muito a detecção visual de indícios e evidências de comportamentos anómalos que possam conduzir à ruptura

Com base no conhecimento do vale a jusante e dos níveis de água atingidos pela onda de cheia, é calculado o índice

global de impacto (IGI), através da combinação ponderada da perda potencial de vidas humanas (PPV) e das perdas

económicas (PE), no vale próximo (primeiros 5 km) e no vale afastado (restante desenvolvimento)

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Um diagrama do tipo LCI, adaptado a barragens de aterro, foi desenvolvido no Reino Unido (Hughes et al., 2000). Em

seguida apresenta-se uma parte deste diagrama

MÉTODO LCI

11

As causas e os indicadores das falhas são classificados de (1 a 5) por intermédio de três atributos que se discriminam subsequentemente (Pimenta et al., 2005).

> Efeito (Ef.) relaciona o indicador induzido pela causaem análise numa determinada localização com a ruptura parcial ou total (1 para baixo, 5 para elevado)

>Verosimilhança ( Veros.) da ruptura da componente no caso da causa em análise e indicador em estudo (1 para baixa, 5 para elevada)

> Grau de confiança (Conf.) do analista nas suas estimativas do efeito e da verosimilhança, face, designadamente, às incertezas no conhecimento da componente em análise (5 para baixo ou duvidoso, 1 para elevado)

12

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1) Índice de ordenação, determinado pelo produto das classificações do atributo efeito pelo atributo verosimilhança

2) Índice de confiança, igual ao grau de confiança

3) Índice de criticalidade, determinado pelo produto das classificações atribuídas ao efeito, à verosimilhança e ao grau de confiança

4) Índice de risco, determinado pelo produto do índice de criticalidade pelo índice global de impacto (relativo às consequências)

Concluída a atribuição dos atributos, são calculados quatro índices para cada conjunto localização/causa/indicador:

Os vários conjuntos localização/causa/indicador em estudo são hierarquizados através dos valores dos respectivos índices, tendo em conta o que se pretende com a realização da análise. Assim, por exemplo, para definir prioridades de medidas de reabilitação é utilizado o índice de ordenação e, para definir trabalhos de investigação complementar, o

índice de criticalidade

APLICAÇÃO DO MÉTODO LCI(Pimenta, 2008)

13

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Por definição (Berthin e Vaché, 2000), a análise por árvore de eventos não é mais do que um esquema

lógico arborescente, que permite ligar, por um método indutivo, os acontecimentos iniciadores às

consequências que podem provocar (diagramas causa-efeito), e se requerido calcular as

probabilidades associadas. Permite ilustrar os efeitos e/ou estados, intermédios e finais, susceptíveis de ocorrer após o surgimento de um acontecimento

inicialmente seleccionado

QUANTIFICAÇÃO DO RISCOÁNALISE QUANTITATIVA

ANÁLISE POR ÁRVORE DE EVENTOS

14

EXEMPLO DE UMA ANÁLISE POR ÁRVORE DE EVENTOS

Sistema constituídoPor duas barragens emcascata, pretendendo-seavaliar a possibilidade de rupturapor galgamento da barragem a jusante

(Caldeira, 2005)

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Descrição do âmbito

Identificação do perigo e respectivos efeitos

Identificação das consequências

Estimativa do valor das consequências

Estimativa da probabilidade das consequências

Admissibilidade de riscos

Estimativa de riscos

Percepção de riscos

Tomada de Decisões/Recomendações

Controlo de riscos

Observação de riscos

Análise deriscos

Avaliação deriscos

Gestão deriscos

Tomada dedecisões econtrolo

Apreciação de riscosApreciação de riscos

16

Após a realização de uma análise de riscos, háque efectuar a apreciação do risco. Designa-se

por apreciação do risco o processo de ponderação e de julgamento do significado do

risco obtido na análise dos riscos

É um campo em que se entra no domínio da aceitabilidade e tolerabilidade do risco e

portanto é um dos aspectos mais controversos da gestão dos riscos

A aceitabilidade do risco parece variar significativamente com a condição socio-

-económica do local onde a barragem se insere

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APRECIAÇÃO DE RISCOS

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A aceitabilidade do risco a nível individual da ruptura em barragens é da ordem de 10-6 (Reino Unido; Morris et

al.) a 10-6 a 10-8 (Austrália; ANCOLD, 1994) por pessoa e por ano

O risco individual, geralmente associado àprobabilidade de perda de uma vida humana, éuma forma sugestiva de representar o risco, já que permite a sua comparação imediata com diferentes

tipos de acidente

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ANÁLISE DO RISCO INDIVIDUAL

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RISCO ACEITÁVEL POR MORTE QUANDO UM INDIVÍDUO ÉEXPOSTO A DIFERENTESTIPOS DE ACIDENTES(Gulvanessian et al.,2002)

ACEITABILIDADE DO RISCO INDIVIDUAL

19

A aceitabilidade dos riscos societais são calculadas por curvas FN, estabelecidas em termos do

número de vítimas, N, e a respectiva probabilidade anual de ruptura (ou frequência, F, acumulada, por barragem e por ano), com um valor

esperado de vítimas igual ou superior a N

Os critérios propostos para barragens pela ANCOLD (1994) e pela BC Hydro (1993) estão

representadas em escalas logarítmicas na figura seguinte

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ANÁLISE DO RISCO SOCIETAL

20

Limites de aceitabilidade e tolerabilidade

ACEITABILIDADE DO RISCO SOCIETAL

21

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Nas análises qualitativas ou semi-quantitativas, os critérios de apreciação dos riscos mais

usuais são as matrizes de risco

Esta modalidade de apreciação do risco é mais subjectiva que os critérios de risco individual e societal utilizadas no âmbito da avaliação de análises de risco quantitativas. Verifica-se

pois a existência de diferentes matrizes de risco, consoante o tipo de estrutura em causa, da sua localização e

enquadramento das entidades envolvidas

Nas matrizes de risco são normalmente consideradas 5 classes de probabilidade e 5 classes de consequências, conduzindo a um conjunto de apreciação do risco associado

ANÁLISES QUALITATIVAS OU SEMI-QUANTITATIVAS

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ANÁLISE QUALITATIVA

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MATRIZ DE RISCO

EXEMPLO DE UMA MATRIZ DE RISCO (ALMEIDA, 2006)

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Descrição do âmbito

Identificação do perigo e respectivos efeitos

Identificação das consequências

Estimativa do valor das consequências

Estimativa da probabilidade das consequências

Admissibilidade de riscos

Estimativa de riscos

Percepção de riscos

Tomada de Decisões/Recomendações

Controlo de riscos

Observação de riscos

Análise deriscos

Avaliação deriscos

Gestão deriscos

Tomada dedecisões econtrolo

Apreciação de riscos

Tomada dedecisões econtrolo

24

A observação dos riscos é concretizada através da implementação de uma monitorização contínua de todos os

aspectos envolvidos, que incluem designadamente uma revisão periódica da segurança das estruturas

O controlo dos riscos é um conjunto de actividades integradas que engloba a decisão, a mitigação, a

prevenção, a detecção, o planeamento de emergência, a revisão e a comunicação dos riscos. No fundo é um

conjunto de medidas com o objectivo de manter ou reduzir o risco e a promoção de reavaliações periódicas da sua

eficácia

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CONTROLO DE RISCOS

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Descrição do âmbito

Identificação do perigo e respectivos efeitos

Identificação das consequências

Estimativa do valor das consequências

Estimativa da probabilidade das consequências

Admissibilidade de riscos

Estimativa de riscos

Percepção de riscos

Tomada de Decisões/Recomendações

Controlo de riscos

Observação de riscos

Análise deriscos

Avaliação deriscos

Gestão deriscos

Tomada dedecisões econtrolo

Apreciação de riscos

Avaliaçãode

riscos

Gestão deriscos

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CASOS DE APLICAÇÃO HIPOTÉTICOS DE ANÁLISE DE RISCOS

1Comparação de riscos com vista à escolha de soluções a executar e/ou àlocalização de medidas de prevenção e detecção de riscos Projecto

2Estudo de condicionantes geológico-geotécnicos complexos que podem determinar durante a construção diversas situações de atrasos e acréscimos de custos

Projecto/construção

3Barragem em que se verificou a suspensão da empreitada com os aterros parcialmente executados

Construção

4Barragem em que se verificou a existência de deficiências construtivas com impacto na segurança da barragem

Construção

5 Barragem em que se verificaram comportamentos anómalos 1ºEnchimento

6Portefólio de barragens que se pretende hierarquizar, com vista a estabelecer prioridades de intervenção para mitigação dos riscos Exploração

7 Barragem em que foram detectados indicadores de estados limites como, por exemplo, infiltrações excessivas pelo corpo do aterro Exploração

8 Barragem com alterações significativas de ocupação no vale a jusante Exploração

9 Barragem com elevada vida útil que importa adequar às exigências da regulamentação actual Exploração

(Pimenta, 2008)

27

As análises de riscos ainda não constituem uma prática corrente na Engenharia de Barragens, apontando-se, entre outros, os seguintes motivos (Morris et al., 2000):

A reduzida familiaridade e o cepticismo de parte da comunidade científica e técnica relativamente às técnicas de análise de riscosO facto dos dados se revelarem inadequados para aplicação de alguns métodos de análise de riscosA dependência do comportamento de uma barragem de interacções complexas entre as suas diversas componentesA complexidade da estimativa da probabilidade de ocorrência de determinados modos de ruptura, em que a erosão interna do corpo de barragens de aterro é o exemplo mais frequentemente assinaladoOs custos envolvidos nas análises serem muito elevadosA existência de dificuldades de aplicação de alguns métodos e na compreensão ou nas consequências dos resultados associados à avaliação dos riscos de uma barragem

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LIMITAÇÕES DA ANÁLISE DE RISCOS

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No futuro prevê-se a:

• elaboração de normas de aplicação de análises de riscos a barragens de aterro

• adequação das Normas de Projecto de Barragens àfilosofia dos Eurocódigos e das abordagens orientadas para o risco

A análise de riscos possui uma forte

componente científica e técnica que apoia e

fundamenta os passos seguintes da gestão do

risco

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DESENVOLVIMENTOS FUTUROS

A gestão do risco falhamuitas vezes pela:

dificuldade em definir a probabilidade de uma dada incertezaflexibilidade e fragilidade do sistema em relação a acções excessivas ou não expectáveis

29

Há muito que o controlo de segurança de barragenstem sido uma preocupação para fazer face ao elevado

número de rupturas ocorridas neste tipo de estruturas e as consequências resultantes

As acções de apreciação, de controlo e de mitigaçãode riscos exigem o envolvimento activo de entidadessociais, políticas e reguladoras, e podem incorporara comunicação ao público e a participação activa da

sociedade

Na fase de tomada de decisão e controlo e mitigaçãodos riscos entra-se numa área comum do controlo de

segurança de barragens que está presente na maior parte das disposições normativas e regulamentares, como sejam, por exemplo, a realização de estudos de ruptura

para caracterização das consequências, a realização de Planos de Emergência e a implementação de sistemas

de aviso e alerta

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ANÁLISE DE RISCOS VERSUS CONTROLO DA SEGURANÇA

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• 1802 R. da B. de Puentes (110 vítimas)• Escuela de Ingenieria

• 1959 R. da B. de Vega de Tera (144 vítimas)• Servicio de Vigilancia de Presas e elaboração de Normas

• 1982 R. da B. de Tous (40 vítimas)• Programa de Seguridad y Explotación de las Presas del Estado

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ESPANHA Acções implementadas com vista à

segurança de barragens

CONTROLO DA SEGURANÇA

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Reino Unido

1830/1930 1830/1930 -- 12 rupturas 12 rupturas (420 v(420 víítimas)timas)

19301930 -- legislalegislaçção ão ((Reservoir ActReservoir Act))

1930/2008 1930/2008 -- não houve mais vnão houve mais víítimas timas devido devido àà ruptura de barragensruptura de barragens

ELABORAÇÃO DE REGULAMENTAÇÃO

Revisto em 1975

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CONTROLO DA SEGURANÇAREINO UNIDO

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A segurança de uma barragem é a sua capacidade para satisfazer as exigências do comportamento relativas a aspectos estruturais, hidráulico-operacionais e ambientais, de modo a evitar a ocorrência de acidentes ou incidentes ou minorar as suas consequências ao longo da vida da obra (RSB, 2007)> Para controlo dessa segurança, os Países têm promovido a

elaboração de legislação, normas ou recomendações sobre segurança de barragens

> Na maior parte dos países da Europa, sobretudo no Norte (Reino Unido, Noruega, Suécia, Finlândia, Áustria e Alemanha) foram elaborados documentos, relativamente àsegurança de barragens, em forma de recomendações (guidelines)

> No entanto, noutros países, como Portugal e Espanha, a legislação é de aplicação obrigatória e tem carácter impositivo

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CONTROLO DA SEGURANÇA

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1990 Regulamento de Segurança de Barragens (RSB)

1993 Regulamento de Pequenas Barragens de Terra

1993 Normas de Observação e de Inspecção de Barragens

1998 Normas de Construção

Revisão efectuada em 2007

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1993 Normas de Projecto

LEGISLAÇÃO PORTUGUESA SOBRE SEGURANÇA DE BARRAGENS

Revisões em curso

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«Risco de acidente ou de incidente» é o produto dosdanos potenciais pela probabilidade de ocorrência do

acidente ou do incidente com eles relacionado(RSB, Artigo 4º)

RSBRiscos

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REGULAMENTAÇÃO E RISCOS

Na regulamentação Portuguesarelativa a barragens recorre-se a métodos de cálculo determinísticos e a coeficientes de segurança globais, aplicados sobretudo ao projecto de novas barragens, os quais não

permitem a avaliação quantitativa da probabilidade da ruptura (especialmente, a

de barragens existentes)

35

Boletim 41 da ICOLD (1982) apresenta uma proposta das condições de risco para apoio à definição do sistema de

observação e sua exploração

Esta proposta foi incorporada nasNOIB (1993), Artigo 8º,

da Normalização Portuguesa

Factores de apreciação das condições de risco

A avaliação das condições de risco é efectuada atribuindo valores αi a um conjunto de descritores agrupados em três classes, associadas a factores exteriores ou ambientais

(E), à fiabilidade da obra (F) e factores humanos e económicos afins à sua ruptura (R)

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FACTORES DE RISCO

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Índice parcial E – Relativo às condições exteriores ou de ambiente

∑α5

1i=

51 = E i

Índice parcial F – Relativo à fiabilidade da obra

Índice parcial R – Relativo a factores humanos e económicos

∑α9

6i=

41 = F i

∑ α11

10i=

21 = R i

RFE = αg ××O valor do índice de risco global é o produto dos índices parciais

1. Sismicidade2. Escorregamento de taludes3. Cheias superiores ao Projecto4. Gestão da Albufeira5. Acções agressivas (Clima, água)

1. Dimensionamento estrutural2. Fundações3. Órgãos de descarga4. Manutenção

1. Volume da albufeira2. Instalações a jusante

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FACTORES DE RISCO

37

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TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO DO RISCOCOM VISTA À SUA QUANTIFICAÇÃO

NOIB (1993)

38

1. Classe A, barragens com pelo menos um factor com classificação de 6

2. Classe B, barragens com índice global superior a 20 e o índice parcial R maior ou igual a 3

3. Classe C, as restantes barragens

As NOIB (1993) no Artigo 47º, relativo às inspecções das barragens existentes, para adequá-las ao RSB (1990),

definiu as barragens em 3 classes baseadas na anterior classificação dos factores de risco

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CLASSES DE BARRAGENS – NORMAS

39

Classe Ocupação humana, bens e ambiente

I Residentes em número igual ou superior a 25

IIResidentes em número inferior a 25.Instalações ou bens ambientais de importância considerável

III As restantes barragens

Na nova classificação das barragens, associada ao seu risco, deu-se uma maior importância aos danos potenciais que podem ser causados

a jusante, devido a uma onda de inundação que pode afectar a população, bens ou ambiente

Com a revisão do RSB (2007), foi proposta uma nova classificação de barragens, tendo em conta os danos que podem ser causados a vidas

humanas, bens e ambiente

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CLASSES DE BARRAGENS – RSB

40

A partir do final do século XX a evolução da legislação de segurança de barragens evoluiu no sentido a:

> dar mais importância à mitigação das consequências, sobretudo perda de vidas humanas, a jusante devido a uma potencial onda de inundação do que à importância da estrutura, em termos da sua dimensão, isto é, sobretudo a altura da barragem e a capacidade do reservatório

> integrar a barragem, a albufeira e o vale a jusante

> incorporar alguns aspectos da gestão dos riscos

> introduzir a caracterização probabilística da segurança em vez do conceito da garantia de segurança (coeficiente de segurança)

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DESENVOLVIMENTO DA LEGISLAÇÃO

41

Autoridade (Instituto da Água – INAG) Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) Autoridade Nacional de Protecção Civil (ANPC) Comissão de Segurança de Barragens (CSB)

Dono de Obra

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RSB – ENTIDADES ENVOLVIDAS

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Dono de Obra

Director Técnico da Obra (preferencialmente deveria ser

designado o Chefe da Fiscalização)

Responsável técnico pelos trabalhos na fase de construção

Propõe

Autoridade Aprova

Técnico Responsável pela Exploração

Técnico encarregado pela exploração, nomeadamente nos aspectos de segurança

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DIRECTOR TÉCNICO DA OBRA ETÉCNICO RESPONSÁVEL PELA EXPLORAÇÃO

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EXPERIÊNCIA NA APLICAÇÃO DO

RSB

EFICIÊNCIA E EFICÁCIA

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1. Cumprimento eficaz da Regulamentação e Normalização pelos vários intervenientes, nomeadamente pelo dono de obra

A existência de Regulamentos, Normas e Recomendações (legislação) sobre barragens não

são suficientes para um controlo de segurança eficaz.Há, por vezes, deficiências na sua aplicação.Depende da consciencialização humana

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EFICIÊNCIA E EFICÁCIA NO CONTROLO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

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2. Elaboração de um adequado Plano de Observação, antes do início da construção, baseado nos pressupostos do Projecto

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EFICIÊNCIA E EFICÁCIA NO CONTROLO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

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1) Análise do Projecto> Previsão do comportamento estrutural

• Deformações• Níveis piezométricos• Caudais, etc.

2) Grandezas a medir• Análises dos índices de risco

3) Dispositivos de observação com especificações para a sua instalação

4) Localização da aparelhagem5) Inspecção visual6) Frequência de leituras7) Modelos de comportamento

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COMPONENTES FUNDAMENTAIS DE UM PLANO DE OBSERVAÇÃO

47

No Plano de Observação devem-se estimar os mecanismos de acidente que poderão ocorrer na

barragem

Um dos métodos mais eficazes de analisar as causas potenciais de deterioração é a análise

estatística dos acidentes em barragens

A título de exemplo refira-se alguns aspectos do estudo elaborado no âmbito da ICOLD

A análise de riscos, como se viu atrás, também recomenda a análise histórica dos mecanismos de

deterioração

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ANÁLISE ESTATÍSTICA DE ACIDENTES EM BARRAGENS

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> ICOLD (1983) - 14 700 barragens analisadas (até 1979)- 1 014 deteriorações

> INCIDENTES - 1 em cada 15 barragens (7.10-2)

> RUPTURAS - 1 em cada 250 barragens (4.10-3)

Frequência relativa da ruptura de barragens - 10-4

Frequência relativa da ruptura de centrais nucleares- 10-5 a 10-6

ESTATÍSTICA DE DETERIORAÇÕES

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1 1 -- GALGAMENTO PELO COROAMENTOGALGAMENTO PELO COROAMENTO

2 2 -- EROSÃO INTERNA NO CORPO DA BARRAGEMEROSÃO INTERNA NO CORPO DA BARRAGEM

4 4 -- EROSÃO INTERNA NA FUNDAEROSÃO INTERNA NA FUNDAÇÇÃOÃO

8 8 –– INSTABILIDADE DEVIDO A ACINSTABILIDADE DEVIDO A ACÇÇÕES SÕES SÍÍSMICASSMICAS

5 5 –– EROSÃO SUPERFICIALEROSÃO SUPERFICIAL

6 6 –– DEGRADADEGRADAÇÇÃO DAS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS ÃO DAS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS

7 7 –– SUPERFSUPERFÍÍCIES DE DESLIZAMENTOCIES DE DESLIZAMENTO

3 3 -- DEFORMADEFORMAÇÇÃO EXCESSIVAÃO EXCESSIVA

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MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO

50

Maior número de vítimas

Origem Origem -- Capacidade insuficiente do Capacidade insuficiente do descarregador descarregador de cheiasde cheias

Estudo de 8 800 barragens existentes nos EUA Estudo de 8 800 barragens existentes nos EUA Jansen (1983)Jansen (1983)

•• 3 000 (34%) consideradas inseguras3 000 (34%) consideradas inseguras

•• 81% incapacidade dos 81% incapacidade dos óórgãos de descargargãos de descarga

Cheias subestimadasCheias subestimadas (dados meteorol(dados meteorolóógicos e hidrolgicos e hidrolóógicos escassos)gicos escassos)

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

GALGAMENTO

51

Erosão internaErosão interna < perigosidade <>galgamentogalgamento

mais fácil a detecção e execução de medidas correctivas

•• GalgamentoGalgamento perda de vidas humanas em 75% dos casosperda de vidas humanas em 75% dos casos

•• Erosão internaErosão interna perda de vidas humanas em 50% dos casosperda de vidas humanas em 50% dos casos

EROSÃO INTERNA

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52

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

Comportamento estrutural excelente

Magnitude Magnitude (Richter) (Richter) -- 8,38,3

AceleraAceleraçção ão -- 1,3 g1,3 g

Assentamento Assentamento -- 0,8 m0,8 m

127 barragens (EUA, Japão, Rússia) (Seed et al., 1978)

Nenhuma barragem sofreu colapso aos sismos

VULNERABILITY OF ROCKFILL DAMS TO SEISMIC HAZARDA. Veiga Pinto

INSEGURANÇA AOS SISMOS

Revista Soils & Rocks, Sep./Dec., 2008

53

3. Efectuar um Controlo de Execução do Plano de Observação eficaz, nomeadamente com uma instalação dos dispositivos de observação fiável e interpretação e análise do comportamento da estrutura logo após a aquisição dos dados

4. Apresentação, pelo dono de obra, no final da obra do relatório de síntese da construção

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EFICIÊNCIA E EFICÁCIA NO CONTROLO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

54

5. Elaboração de um Plano de Primeiro Enchimento fiável que incorpore a informação obtida na fase de construção

6. Controlo de Execução do Plano de Primeiro Enchimento eficaz, nomeadamente efectuando a análise do comportamento da estrutura nos patamares de enchimento

Da análise estatística de acidentes em barragens, verifica-se que, em termos relativos, a fase de primeiro enchimento tem

sido a mais crítica3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

EFICIÊNCIA E EFICÁCIA NO CONTROLO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

55

7. Realizações periódicas de inspecções visuais de especialidade ou de rotina de modo fiável (mitigação do risco por prevenção)

Nas vistas de inspecção deve incluir-se a verificação do funcionamento dos órgãos hidráulico-operacionais

>As inspecções visuais têm por objectivo (NOIB, 1993):A detecção de sinais ou evidências de deteriorações ou sintomas de envelhecimentoA detecção de anomalias do sistema de observaçãoinstalado

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

EFICIÊNCIA E EFICÁCIA NO CONTROLO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

56

Assentamentos excessivos

Quebra de peças e fissuras

B. Roxo B. Meimoa

INSPECÇÃO VISUAL

Desalinhamentos

57

EFICÁCIA NA DETECÇÃO DAS DETERIORAÇÕES

Sistema de observação (34%)

Inspecção visual (66%)

Importância do factor humano (conhecimento, experiência, sentido de responsabilidade,

capacidade de julgamento, etc.)

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58

8. Organizar um Arquivo Técnico, que inclua as fases de Projecto, Construção e Exploração da barragem, tê-lo actualizado e de fácil consulta no caso de ocorrer uma deterioração.Deste arquivo deve também fazer parte o Livro Técnico da Obra

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EFICIÊNCIA E EFICÁCIA NO CONTROLO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

59

9. Dispor de medidas de protecção civil fiáveis e eficazes (mitigação do risco pela preparação)

Das medidas de protecção civil fazem parte (RSB, 2007):Uma carta de riscos (mapa com as zonas inundadas no caso da ocorrência de uma ruptura)Planos de Emergência Interno (PEI) e Externo (PEE)Sistemas de aviso e alerta

O PEI, da responsabilidade do dono de obra, visa a segurança da barragem e do vale a jusante na zona de auto-salvamento (distância ao local da chegada da cheia induzida pelo acidente em meia hora, com o mínimo de 5 km)

O PEE, da responsabilidade do sistema de protecção civil, abrange todo o vale jusante, para além da zona de auto-salvamento

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

EFICIÊNCIA E EFICÁCIA NO CONTROLO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

60

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

Enquadramento geralGESTÃO DO RISCO NOS VALES A JUSANTE DE BARRAGENSGESTÃO DO RISCO NOS VALES A JUSANTE DE BARRAGENS

(Viseu, 2005)

61

Preparação(planeamentode emergência)

MitigaMitigaçção do risco nos vales a jusante de barragensão do risco nos vales a jusante de barragens(Viseu, 2005)

…reduzir o “volume de perdas” em caso de ocorrência de um acidente

62

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A informação da população nas zonas em risco deve ser o mais simples possível.Por exemplo, na cidade Suíça de Zurique, estimando somente cerca de 1h entre a eventual ruptura das Barragens de In den Schlagen e de Huhnermatt e a chegada da onda de inundação àcidade, a medida prática de protecção principal, fora da zona de risco maior, consiste em deslocar as pessoas para andares superiores ao 3ºpiso dos edifícios, ou seja preconiza--se o princípio da evacuação vertical

EVACUAÇÃO VERTICAL(Viseu, 2005)

AVISO DA POPULAÇÃO

63

MEIOS DE ALERTA E DE AVISOMEIOS DE ALERTA E DE AVISO

Como avisar? … Exemplo dos avisos sonoros na barragem de AlquevaMEIOS DE ALERTA E DE AVISOMEIOS DE ALERTA E DE AVISO

(Viseu, 2005)

64

>O risco aceitável está cada vez mais associado ao número de pessoas residentes a jusante da barragem

>A supervisão do risco (controlo externo) éefectuada pela Autoridade e a sua responsabilidade (controlo interno) é do dono de obra

>Existe um Técnico Responsável pela Exploração(Portugal, Reino Unido, Áustria, França e Espanha)

>As barragens dispõem de um Arquivo Técnico da Obra

>São definidas cartas de risco a jusante devido a uma onda de inundação e zonas de evacuação

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REGULAMENTAÇÃO EUROPEIA NO CONTROLO DO RISCO

65

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

O FACTOR HUMANO

Acidentesrupturas

ANÁLISE ESTATÍSTICA DEDETERIORAÇÕES EM BARRAGENS

Exemplos de erros humanos são os erros de projecto, de construção ou de fiscalização, os erros de manutenção ou de

operação, a maleficência deliberada ou as práticas inadequadas de gestão (Caldeira, 2005)

A quantificação da contribuição dos erros humanos para o risco é uma tarefa complexa, que os peritos de risco não são

muitas vezes capazes de levar a efeito (Caldeira, 2005)

66

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A nossa sociedade está-se a tornar cada vez menos tolerante a rupturas de estruturas de engenharia, incluindo acidentes provocados por fenómenos naturais que afectam as áreas desenvolvidas

Os engenheiros tendem a ser considerados culpados pelas suas acções ou pelas suas

omissões, existindo uma pressão crescente pela sua responsabilização e por mais transparência

O FACTOR HUMANO (Caldeira, 2005)

67

ERRO HUMANO NAS FASES DE INTERVENÇÃO(ICOLD, 1972_Lessons from dam incidents)

FaseNúmero de casos

VA CB PG TE ER Outros TotalReconhecimentoMaterial (caracterização)PlaneamentoProjectoConstruçãoExploraçãoInspecção e observação

91

41

1

5

161

1

624132

4981748325

2

33513

1

2

721125764165

Total 16 14 27 162 14 3 236

ERRO HUMANO

68

BARRAGEM PAÍS ANO VÍTIMAS

Puentes Espanha 1802 607Inuka Japão 1868 1 200

South Fork EUA 1889 2 209Orós Brasil 1960 1 000

Vajont Itália 1963 2 600

Vratsa Bulgária 1966 600Machu Índia 1979 2 000Gouhou China 1993 1 257

300.000 mortes no acidente de Chernobyl

Cerca de 3 milhões de pessoas vítimas oficiais da explosão

CONSEQUÊNCIAS DA RUPTURA DE BARRAGENS

O número de perda de vidas humanas (após 1800) em consequências da

ruptura de barragens atingiu um valor da ordem de 17 000 (Lempérière, 1993)

69

90% dos acidentes devem-se aofactor humano

A legislação começa a ser cada vez mais vinculativa

com sanções crescentes

ANÁLISE POR ÁRVORE DE EVENTOSO FACTOR HUMANO E LEGISLAÇÃO

SARKARIA, 1999) – The Complacency Factor in Dam Safety Assessments, ´99 International Conference on Dam Safety and Monitoring, China book press, TGP Site, 210-216

O FACTOR COMPLACÊNCIA (SARKARIA, 1999)

70

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> Ter confiança em modelos teóricos ainda não testados> Fazer interpretações subjectivas ou erradas, em

relação a resultados de análises de modelos matemáticos ou físicos

> Subestimar o desencadear e as consequências de um incidente numa barragem

> Adoptar procedimentos para além da experiênciaconsagrada, por exemplo, utilizando novos materiais ou tipos de fundação

> Ser complacente em face das análises estatísticas indicarem que a probabilidade de ruptura de um dado tipo de solução estrutural é muito baixo

> Utilizar métodos comuns ou empíricos no projecto, sem os adaptar aos materiais ou outras condições locais

O FACTOR COMPLACÊNCIA (Sarkaria, 1999)

O QUE É?

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BARRAGEM DE MALPASSET (FRANÇA)

(1959)

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Relato do acidenteBARRAGEM DE MALPASSET (FRANÇA)

Situada no Sul de França (Riviera Francesa). Barragem de betão abóbada; H = 66 m; Valb = 47.106 m3

A construção decorreu de 1952 a 1954. O 1º enchimento processou-se gradualmente durante 5 anos

Em 2 Dez. de 1959 a barragem atingiu o NPA pela primeira vez, a 2 m do coroamento. Decidiu-se abrir, também pela primeira vez, às 18:00h, a descarga de fundo para controlo dos caudais de cheia

Às 19:30h o operador fecha a descarga de fundo e vai descansar numa casa localizada cerca de 1,5 km da barragem, num ponto a uma cota elevada

Pelas 9:10h da manhã do dia seguinte o seu repouso foi interrompido, ouviu-se uma forte explosão. Apenas teve a oportunidade de ver pela janela do seu quarto o colapso total da barragem pelas 9:13h

No apuramento das caudas da ruptura, a Comissão de Inquérito ficou perplexa. Quer o projecto, quer a construção tinham sido perfeitos. Começou-se pois a admitir as situações mais inverosímeis como a existência de um sismo que, no entanto, não tinha sido registado, queda de um meteorito, acções de sabotagem, etc.

Então, qual a causa da ruptura?

73

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

BARRAGEM DE MALPASSET (FRANÇA)Relato do acidente

Havia uma pequena falha na fundação, a cerca de 30 m a jusante e inclinada 450 com a vertical. A parte de montante da fundação, devido àpressão da água, deslizou sobre a de jusante provocando um abertura sob a estrutura de betão levando ao escoamento súbito da água da albufeira e àinstabilidade da abóbada

74

421 MORTES421 MORTES

BARRAGEM DE MALPASSET (FRANÇA)Relato do acidente

O que restou

Este grave acidente contribuiu de forma bastante decisiva para o reconhecimento da necessidade de um estudo mais aprofundado dos maciços rochosos, dando lugar à Mecânica das Rochas. O LNEC teve um lugar destacadíssimo nessa investigação a nível mundial, e, em particular, o Eng.º Manuel Rocha

1º Congresso Internacional de Mecânica das Rochas, Lisboa,1966

LNEC

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3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

Não se promoveu também a drenagem da fundação, porque o projectista considerava que as pressões ascensionais não teriam qualquer consequência na estabilidade da barragem, mesmo com uma abóbada bastante delgada

Neste caso o projectista deu uma grande ênfase ao cálculo estrutural da abóbada, optimizando a forma e distribuição de tensões, mas negligenciou o reconhecimento e caracterização geológico-geotécnica da fundação rochosae dos mecanismos de deterioração da mesma que poderiam conduzir à instabilidade da estrutura

BARRAGEM DE MALPASSET (FRANÇA)

LIÇÕES ADQUIRIDASLIÇÕES ADQUIRIDAS

Factor complacênciaFactor complacência

76

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

Outro aspecto do factor complacência, e comum à fragilidade humana, éa relutância, associada ao orgulho, em reconhecer o insucesso no projecto e construção da Barragem Le Gage (acidente em 1955), repetindo os mesmos erros na Barragem de Malpasset, conduzindo àsua ruptura em 1959, e ainda vir a projectar, logo a seguir, em 1961, a Barragem de Toll, com consequências novamente bastante danosas no seu comportamento estrutural (Sarkaria, 1990)

Para além da Barragem de Malpasset, os projectistas projectaram outras 2 barragens de arco esbelto. A Barragem de Le Gage que játinha tido um comportamento anómalo e danos consideráveis e a Barragem de Toll que veio também a ter danos estruturais bastante significativos, tendo sido necessário reabilitá-la com novos arcos e contrafortes. Era nítido que as formas eram demasiado finas e sem margem de segurança à fendilhação devido aos elevados estados de tensão. Por sua vez , os projectistas, erradamente, apontaram a causa da fendilhação para a elevada rigidez das fundações(Sarkaria, 1999)

Factor complacênciaFactor complacênciaBARRAGEM DE MALPASSET (FRANÇA)

LIÇÕES ADQUIRIDASLIÇÕES ADQUIRIDAS

Factor complacênciaFactor complacência

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BARRAGEM DE VAJONT(ITÁLIA)(1963)

78

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Alpes Italianos; exploração de energia hidroeléctrica

Barragem arco de forma esbelta

H = 260 m

Conclusão em 1960

Primeiro enchimento em 1963

Recorde a nível mundial

CaracterísticasBARRAGEM DE VAJONT (ITÁLIA)

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3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

Análise da ruptura

Os encontros eram constituídos por um maciço calcário entrecruzado com estratos margosos, o que lhe confere uma elevada instabilidade

Os engenheiros admitiram a possibilidade de poderem ocorrer pequenos deslizamentos da encosta, contendo a albufeira, razão pela qual aconselharam suavizar a inclinação dos taludes dos encontros laterais

No entanto, não deram suficiente importância à instabilidade das encostas na zona da albufeira

Desde o primeiro enchimento começaram-se a observar deslizamentos da encosta, por inspecção visual, e mais tarde após a colocação de testemunhos, sempre que subia o nível de água da albufeira. Quando a altura da água atingiu os primeiros 30 m, observaram que o maciço rochoso da montanha começou a deslizar cerca de 15 mm por dia, o que aumentou a preocupação dos intervenientes

Dada a necessidade, por questões económicas, de se iniciar de imediato a geração de energia hidroeléctrica, a cota de água da albufeira subiu gradualmente, tendo os engenheiros minimizado a importância dos deslizamentos que estavam a ocorrer

BARRAGEM DE VAJONT (ITÁLIA)

80

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

No Verão de 1963, chuvas excepcionais elevaram repentinamente o nível da albufeira para um valor de apenas 13 m do NPA. Verificou-se a existência de deslizamentos importantes e alarmantes nos taludes da albufeira. Reconheceu-se de imediato a necessidade de iniciar o seu esvaziamento. No entanto, em Setembro, ocorreram novamente chuvas que, para além de limitar a capacidade de esvaziamento da albufeira, saturaram os maciços dos encontros tornando-os mais instáveis. No dia 1 de Outubro, conforme os relatos, os animais que costumavam pastar na zona montanhosa começaram a afastar-se dessa zona junto àalbufeira, provavelmente porque tinham a capacidade de detectar os reduzidos movimentos da encosta

Em 8 de Outubro, os engenheiros concluíram que o volume da massa rochosa instável era cerca de 5 vezes superior ao que tinham previsto inicialmente. Assim, decidiram abrir a descarga de fundo no máximo

Foi, no entanto, demasiado tarde. Em 09/10/1963, um apreciável volume de 240 milhões de m3 do maciço rochoso envolvente à albufeira deslizou na sua direcção com uma velocidade de 30 m/s, provocando uma enorme onda que atingiu uma altura impressionante de 40 m acima do anterior nível da albufeira

No mesmo instante uma onda gigante galgou por cima da barragem, atingindo uma altura de 99 m acima do coroamento. Miraculosamente a barragem não ruiu, mas uma impressionante área a jusante foi devastada. 2 min após o início do deslizamento da massa rochosa, uma onda de cerca de 70 m de altura atingiu a Vila de Longarone, situada a apenas 1,5 km a jusante da barragem, matando quase todos os seus habitantes

Tudo se passou em 15 minutos

Análise da ruptura (cont.)BARRAGEM DE VAJONT (ITÁLIA)

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ANTES

DEPOIS

VILA DE LONGARONE

2 600 MORTES2 600 MORTES

BARRAGEM DE VAJONT (ITÁLIA)

82

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

Em sumário, o factor complacência no caso da ruptura da Barragem de Vajont pode ter envolvido, pelo menos os seguintes aspectos:

Estudos deficientes na caracterização do maciço rochoso envolvente à albufeira

Excesso de confiança quando os taludes envolventes à barragem começaram a dar sinais de instabilidade

Actuação demasiado tardia por questões economicistas

Inexistência de planos de emergência

BARRAGEM DE VAJONT (ITÁLIA)

LIÇÕES ADQUIRIDASLIÇÕES ADQUIRIDAS

Factor complacênciaFactor complacência

83

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BARRAGEM DE TETON (EUA)(1976)

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BARRAGEM DE TETON (EUA)Planta e perfil tipo

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Situada no Idhao (EUA), de aterro zonado com núcleo central; H = 93 m

Construção concluída em Novembro de 1975. O enchimento processou-se rapidamente e a barragem rompeu em Junho de 1976,causando uma onda induzida para jusante

O Bureau of Reclamation (USBR), dono de obra, tinha atingido um elevado prestígio a nível mundial por ser uma das organizações que construíam das barragens mais seguras desde há mais de 50 anos

Foi pois um choque esta ocorrência a nível mundial. Mas não totalmente surpreendente porque os engenheiros sabiam e não tiraram as devidas ilações da existência de um acidente idêntico na Barragem de Fontenelle, com um perfil tipo muito semelhante ao de Teton

Ambas as barragens foram constituídas com materiais argilo-siltosos, tinham uma cortina corta-águas e uma simples linha de furos na cortina de injecções

BARRAGEM DE TETON (EUA)Relato do acidente

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3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

Na Barragem de Fontenelle, em 3 de Setembro de 1965, quando a barragem atingiu o pleno armazenamento, observou-se uma infiltração, através da barragem, junto ao encontro da margem direita. Como a infiltração ia sucessivamente aumentando com arraste de solo, decidiu-se, de imediato, esvaziar o albufeira. No final do esvaziamento, passados 3 dias, verificou-se a existência de uma enorme cavidade com cerca de 30 m de diâmetro. Foi estimado que tivessem sido erodidos cerca de 12 000 m3 de solo

A barragem não ruiu totalmente e pôde ser reconstruída, o que pode ter levado a um excesso de confiança por parte dos engenheiros do USBR e, desse modo, subestimar este tipo de mecanismo de deterioração

O processo de erosão interna na Barragem de Teton foi muito semelhante ao da Barragem de Fontenelle

A causa da ruptura da Barragem de Teton foi atribuída à erosão interna no núcleo, pela passagem de água em juntas de compartimentação do maciço rochoso vulcânico da fundação e encontros

BARRAGEM DE TETON (EUA)Relato do acidente

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3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

11:00h

12:00h

Junho de 19761976

BARRAGEM DE TETON (EUA)

USBR

Corps of Engineers

Compactação do lado húmido

Compactação do lado seco

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Em sumário, o factor complacência no caso da ruptura da Barragem de Teton pode ter envolvido os seguintes aspectos:

Excesso de confiança em projectos tradicionais ou empíricos que foram bem sucedidos na construção de muitas barragens

Terem subestimado as causas e as consequências que levaram quase à ruptura da Barragem de Fontenelle

Admitir que o fenómeno da erosão, por piping, numa barragem de aterro é relativamente lento e pode ser controlado antes da sua ruptura

Não reconhecer eficazmente o papel de que pequenas deficiências da fundação rochosa têm na segurança de barragens

BARRAGEM DE TETON (EUA)BARRAGEM DE TETON (EUA)

LIÇÕES ADQUIRIDASLIÇÕES ADQUIRIDAS

Factor complacênciaFactor complacência

89

3º Simpósio de Segurança de Barragens e Riscos Associados – Nov. 2008

11 MORTES11 MORTES

BARRAGEM DE TETON (EUA)Plano de emergência

8 000 pessoas evacuadas do leito de cheia

A ruptura gradual dabarragem de Teton,

é um exemplo do sucessoda aplicação

de um Plano de Emergência eficaz,

uma vez que, das 25 000pessoas a residir

na zona de risco no vale a jusante,“apenas” onze

perderam a vida

2:00 h

O que restou

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BARRAGEM DE GOUHOU(CHINA)(1993)

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É uma barragem de cascalho com uma cortina de betão armado a montante, de 71 m de altura. Tratava-se de uma das 4 barragens daquele tipo existentes em todo o mundo

Na fase de primeiro enchimento, em 1989, quando o NAA estava a cerca de 22 m do NPA começou a aparecer água no paramento de jusante, junto à saia do aterro, tendo-se efectuado uma reparação com sucesso

Um ano decorrido voltou a verificar-se um caudal de infiltração concentrado no talude de jusante, tendo novamente sido efectuada uma reparação. No entanto, não se fez qualquer inspecção quanto à zona a montante que estava danificada e deixava passar água

Após cerca de um ano, a albufeira atingiu a sua cota máxima, tendo os operadores de observação da barragem, em 26 de Agosto de 1993 às 08:30pm, ouvido um ruído e a existência de água a fluir no paramento de jusante. Pelas 11:50pm, uma vila situada a 13 km da barragem foi atingida pela onda de inundação

A barragem foi projectada de acordo com o estado da arte das barragens de enrocamento com cortina a montante, mas após a compactação, o material tinha cerca de 24% a 60% de partículas inferiores a 5 mm, tornando-se semi-impermeável e não totalmente drenante

Considerou-se que a ruptura foi devida a uma infiltração excessiva através de uma fenda na cortina a montante, conduzindo ao arraste do material de aterro demasiado fino para exibir um comportamento adequado à estabilidade hidráulica

BARRAGEM DE GOUHOU (CHINA)Relato do acidente

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Em sumário, o factor complacência no caso da ruptura da Barragem de Gouhou pode ter resultado dos seguintes aspectos:

Excesso de confiança relativamente à segurança das CFRD, porque nenhuma destas barragens ainda ruiu

Transportar indevidamente os conhecimentos e experiênciadas CFRD para uma barragem cujo material de aterro era diferente

Terem utilizado materiais menos adequados porque, por questões económicas, estavam próximos do local da obra

Ter uma excessiva confiança de que as infiltrações através das cortinas das CFRD podem ser reparadas com sucesso e não afectam a estabilidade deste tipo de estruturas

1 257 MORTES1 257 MORTES

BARRAGEM DE GOUHOU (CHINA)

LIÇÕES ADQUIRIDASLIÇÕES ADQUIRIDAS

Factor complacênciaFactor complacência

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BARRAGEM DE SOUTH FORK(EUA)(1889)

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Coroamento Coroamento –– L = 300 mL = 300 m

VValb alb = 19.10= 19.106 6 mm33

Descarregador sup. Descarregador sup. -- L = 22 mL = 22 m

BARRAGEM DE SOUTH FORKPerfil tipo

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Objectivo e construçãoBARRAGEM DE SOUTH FORK

> Afluente do Rio Mississipi; zona montanhosa

> Escoamento de produtos mineiros

> Aumentar as condições de navegação de um canal

> Construção durante 13 anos (conclusão em 1853)

> Aparecimento do caminho de ferro. Finalidade da barragem obsoleta

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ExploraçãoBARRAGEM DE SOUTH FORK

> Dono de obra (Estado da Pensilvania) vende a barragem> Comprada pelo empresário (Mr. Ruff) a custo da época de 2000

Euros> Mr. Ruff funda o Clube de Pesca e Caça (zona de próspero e

denso agregado populacional)> Venda de 100 lotes (2000 Euros cada) do terreno junto à

barragem> Construção de um gradeamento metálico e colocação de uma

rede à entrada do descarregador para evitar a fuga de peixes

> Decisão de baixar a cota do coroamento para permitir a circulação de veículos

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Pré - rupturaBARRAGEM DE SOUTH FORK

> Cidade de Johnstown (30 000 habitantes) a 20 km a jusante da barragem, a uma cota mais baixa em cerca de 450 m

> Em 1880 os organismos estatais da cidade manifestam preocupação crescente pela segurança da barragem

> Mr. Ruff garante não haver perigo, mas substitui-se logo na presidência do Clube de Pesca e Caça

> 1889 (31 de Maio) verifica-se elevada pluviosidade. Perigo iminente

> Tentativas para: remover o gradeamento do descarregador; construir um novo descarregador na outra margem da barragem; executar o alteamento do coroamento

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rupturaBARRAGEM DE SOUTH FORK

> Cerca das 11:00h os responsáveis pela obra admitiram que o colapso da barragem era inevitável

> As acções de emergência e aviso e alerta também não estavam a resultar. No entanto, consta-se que John Parke, de 23 anos, jovem engenheiro contratado para tratar da segurança desceu montanha abaixo no seu cavalo de modo a avisar as populações

> 3:10h da tarde a barragem ruiu. Estimativa de 25 min para a onda de cheia atingir a cidade de Johnstown, mas demorou 1:00h

> A comissão de inquérito, da ASCE, admitiu que a obra tinha sido bem projectada e construída mas houve deficiências graves na exploração

99

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ANTES

DEPOISCIDADE DE JOHNSTOWN

Consequência da onda induzidaBARRAGEM DE SOUTH FORK

BARRAGEM DE SOUTH FORKGRAVURA DA ÉPOCA

2 209 MORTES2 209 MORTES

101

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A PASSAGEM DE DONOS DE OBRA DE ENTIDADES ESTATAIS PARA PRIVADAS PODE SER BASTANTE NEGATIVO

ATITUDES ECONOMICISTAS PODEM CONDUZIR AO COLAPSO DE BARRAGENS COM ENORMES CONSEQUÊNCIAS

ALTERAÇÕES AO PROJECTO, NA FASE DE EXPLORAÇÃO, DEVEM SER ANALISADAS E AUTORIZADAS POR ENTIDADES COMPETENTES

A GARANTIA DA SEGURANÇA POR PARTE DO DONO DE OBRA DEVE SER VERIFICADA PELA AUTORIDADE

LIÇÕES ADQUIRIDAS

BARRAGEM DE SOUTH FORKFactor complacênciaFactor complacência

102

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ENTIDADES ESTATAIS DEVEM SUPERVISAR A SEGURANÇA DE BARRAGENS, TOMAR DECISÕES E SE NECESSÁRIO IMPOR RESTRIÇÕES

É NECESSÁRIO A EXISTÊNCIA DE PLANOS DE EMERGÊNCIA E SISTEMAS DE AVISO E ALERTA

CONDUZIR OBRAS DE REPARAÇÃO NUMA SITUAÇÃO DE EMERGÊNCIA PODE SER TARDIA E POUCO EFICAZ

1889188920082008

LIÇÕES ADQUIRIDAS

BARRAGEM DE SOUTH FORKFactor complacênciaFactor complacência

103

A engenharia e a medicina têm como missão minimizar a ocorrência de fatalidades e as suas consequências

Agente barragem

Riscomecanismo dedeterioração

Detecçãohabilidade do

engenheiro

doente(ser humano)

habilidade domédico

tipo de doença

Engenharia Medicina

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ENGENHARIA E MEDICINA

104

Fiabilidade visitas à obra

Diagnóstico

Medidas

Engenharia Medicina

correctivas

ensaios de materiais,de equipamentos

e cálculos

obras dereabilitação

ou manutenção

contacto com o doentee auscultação

análisesclínicas e outros

meios de diagnóstico

receituário, remédiose cirurgia

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e exploração do SO

ENGENHARIA E MEDICINA

105

CONCLUSÕES

>A gestão dos riscos é uma promissora ferramenta no controlo da segurança em barragens

>Das vantagens da gestão dos riscos destaca-se uma melhor sistematização e definição das incertezas e das consequências potenciais

>A maior dificuldade da gestão dos riscos é definir a probabilidade dos vários mecanismos de deterioração e prever acções excessivas

>A consciencialização da necessidade de metodologias de controlo de segurança como, por exemplo a elaboração de legislação, verificou-se em um número significativo de Países, após a ocorrência de catástrofes resultantes da ruptura de barragens

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CONCLUSÕES

>A aceitabilidade do risco tem sido associada cada vez mais aos danos potenciais, resultantes de uma onda induzida, a jusante, e que pode afectar a população, bens ou ambiente

>Cerca de 2/3 das deteriorações em barragens são detectadas por inspecções visuais

>O galgamento tem sido a principal causa de rupturas em barragens, devido à dificuldade de caracterização dos caudais de cheia, limitação que, no entanto, tem vindo a melhorar

>As barragens têm exibido um excelente comportamento aos sismos

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Os engenheiros devem evitar o factor complacência, isto é, estar sempre vigilantes, conscientes e promover acções

tendentes a garantir a segurança de barragens. Finalmente, éde ter em conta que, das lições adquiridas, parece se concluir que, em regra, as causas dos acidentes de barragens estão sobretudo relacionadas com as situações mais inverosímeis

(incerteza epistémica)

É ainda de reter que o insucesso na avaliação da segurança em um elevado número de barragens

deveu-se, muitas vezes, à falta de tempo ou àfalta de recursos para realizar estudos

suficientemente fundamentados

CONCLUSÕES

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O AUTOR AGRADECE O CONTRIBUTO DE ESPECIALIDADE AOS COLEGAS

Laura CaldeiraJoão CasacaRui FariaSilva GomesTeresa Viseu

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Adquire conhecimentos;Visita a obra frequentemente;Procura ser consciente…

…A barragem responderádecerto com segurança e sem riscos

21:40

Obrigado pela atenção

A. Veiga Pinto

23:40

22:10