slide 2

Prévia do material em texto

WBA0842_v1.0
Barragens de terra e 
enrocamento
Projetos de barragens de aterro
Metodologia construtiva e Projetos de 
barragens de terra
Bloco 1
Marcio Fernandes Leão
• Perfil típico é trapezoidal.
• Mais ou menos inclinados, em bancadas ou não, 
comprimento da coroa variada.
• Podem ser totalmente impermeáveis, apenas nos 
espaldares, ou com núcleo central de material 
impermeável ou concreto.
• Dimensionamento: 
Experiência.
Comprovação 
da estabilidade 
dos taludes.
Conhecimento 
prévio dos 
materiais.
Atendimento 
às exigências.
Barragens de terra – Perfil transversal
• Exemplo: a partir do estudo de 92 barragens de terra:
• Relação da seção da barragem pelo quadrado da altura.
• Alturas menores que 30m, o valor médio é de 3,5.
Altura (m) A/h²
20 a 30. 3,2.
20 a 12. 3,2.
12 a 7. 3,7.
Barragens de terra – Perfil transversal
Quadro 1 – Relação entre a área da seção e altura
Fonte: elaborado pelo autor.
• Comprimento fixo para dar maior volume e 
estabilidade à barragem.
• Necessário garantir resistência contra 
inchamento e serviços de manutenção.
Altura (m) Comprimento (m)
12. 3.
30. 4,5.
45. 6.
𝑐 = 1,1 × ℎ0,5 + 1
𝑐 =
ℎ
5
+ 3
Fórmula de Preece.
cmínimo = 4 m (DNOCS)
cmínimo = 3 m (Portugal)
Barragens de terra – Coroamento (c)
Quadro 2 – Relação entre a altura e o comprimento
Fonte: elaborado pelo autor.
• Diferença entre o N.M.N. e a Coroa.
ℎ = 0,76 + 0,34 𝐹 − 0,26
4
𝐹
ℎ = 1,14 + 0,87 𝐹 − 0,4
4
𝐹
𝑣 = 1,52 + 2ℎ
Barragens (m) Resguardo (m)
12. 0,9 a 1,5.
30. 1,8 a 3.
> 45. 3 a 9.
20 a 30. 2,5 a 3.
> 30. 4 a 5.
• h= resguardo (m).
• F= comprimento máximo do reservatório em linha 
reta (m).
• v= velocidade da água.
Barragens de terra – Resguardo (Fetch)
Quadro 3 – Relação entre a altura e resguardo de barragens
Fonte: elaborado pelo autor.
• Sugestão construtiva (E.E. U.U.).
• Barragens (h > 30 m) obriga um núcleo impermeabilizado de 
comprimento igual a profundidade.
Barragens de terra – Taludes
Tipo de material Talude H até 5 m H entre 5 a 10 m
Solos argilosos. Montante. 2:1. 2,75:1.
Jusante. 1,75:1. 2,25:1.
Solos areno-argilosos/ 
argilosos.
Montante. 2,25:1. 3:1.
Jusante. 2:1. 2,25:1.
Quadro 4 – Relação entre o tipo de solo, altura e inclinação dos espaldares
Fonte: elaborado pelo autor.
• Para barragens com mais de 9m de altura.
• Dispostas à jusante (2 a 6m de altura), com extensão 
vertical de 9m (máximo).
• Objetivo: minimizar a erosão pluvial, por meio de 
calha coletora.
Barragens de terra – Bancadas
• Limita duas regiões do corpo da barragem de 
terra, ou seja, a que tem água infiltrada e a que 
não tem.
• Fundamental para obter a vazão de infiltração ao 
longo da barragem (m³/dia/m).
• Se o terreno for permeável sob a barragem, pode-
se estimar a perda d’água (dia/m).
Barragens de terra – Linha freática (saturação)
Projetos de barragens de aterro
Metodologia construtiva e Projetos de 
barragens de enrocamento
Bloco 2
Marcio Fernandes Leão
• Classificadas em três grupos:
• Núcleo central vertical.
• Núcleo central inclinado.
• Membrana posicionada sobre o talude de montante.
• As vantagens desvantagens variam de acordo com o tipo de 
membrana, materiais disponíveis no sítio e condições de 
fundação.
• Três tipos principais:
• Enrocamento com núcleo (de argila e de concreto asfáltico.
• Enrocamento com face de concreto.
• Enrocamento com face de concreto asfáltico.
Barragens de enrocamento
• Com núcleo de argila (Earth Core Rockfill Dam - ECRD).
Barragens de enrocamento
Referências: ABGE (1998, [n. p.]).
Figura 1 – Exemplo de seção de barragem de enrocamento com núcleo de 
argila
• Com faces de concreto (Concrete Face Rockfill Dam - CFRD).
• É a escolha natural para locais em que não existe 
solo apropriado para o núcleo.
• Vale ressaltar que, em muitos projetos, essa 
solução foi escolhida por apresentar menor custo, 
mesmo onde existiam jazidas de solo para o 
núcleo.
Barragens de enrocamento
• Com faces de concreto (Concrete Face Rockfill Dam - CFRD).
Barragens de enrocamento
Referências: ABGE (1998, [n. p.]).
Figura 2 – Exemplo de seção de barragem de 
enrocamento com faces de concreto
Material Classificação Zona
Enrocamento
I.
Basalto maciço (até 25% de 
brecha basáltica).
IA.
IB.
IC.
Intercalação de basalto maciço e 
basáltica.
ID.
Basalto maciço-rochas selec. de 
0,80m (mín.).
IE.
Transição II. Brita corrida de basalto maciço. IIB.
Aterro III.
Material impermeável capa de 
terra.
IIID.
Quadro 5 - Tabela de materiais
Fonte: elaborado pelo autor.
• Volume de enrocamento é praticamente o 
mesmo, mas o custo unitário é menor.
• O custo do núcleo de terra e filtros tem 
sido maior que o custo da laje de concreto.
• O custo do tratamento da fundação é 
significativamente menor. Área a ser 
tratada é menor.
Custo face concreto versus núcleo de terra e filtros
• Segundo revestimento mais utilizado em 
barragens de enrocamento.
• Custo mais baixo.
• Maior flexibilidade (comparadas às lajes de 
concreto).
• Tolera recalques maiores sem trincar.
• Construção mais rápida e melhor adaptação às 
faces dos prismas.
• Com faces de concreto asfáltico (Asphaltic Face Rockfill Dam - AFRD).
Barragens de enrocamento
• Com faces de concreto asfáltico (Asphaltic Face Rockfill Dam - AFRD) e 
com núcleo de concreto asfáltico (Asphaltic Concrete Core Dam - ACRD).
Barragens de enrocamento
Referências: ABGE (1998, [n. p.]).
Figura 3 – Exemplo do uso de concreto asfáltico em barragem
Face de concreto asfáltico. Núcleo de concreto asfáltico.
Projetos de barragens de aterro
Uso de materiais naturais na concepção de 
filtros
Bloco 3
Marcio Fernandes Leão
• Material pétreo.
• Material arenoso.
• Material terroso.
• Própria obra.
• Áreas de 
empréstimo.
Ensaios in situ e 
laboratório são 
fundamentais.
Tipos de materiais e fontes de obtenção
• Enrocamento.
• Barragens mistas ou 
de enrocamento.
• Fonte de pedreiras: a 
qualidade depende 
do plano de fogo.
• Uso no enrocamento 
ou rip-rap, incluindo 
blocos e matacões.
• Geralmentem
angulosos e sãos.
Materiais pétreos - Utilização
Figura 4 – Enrocamento disposto em 
espaldar de barragem
Referências: 
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Surry_
Mountain_Lake_Dam.jpg. Acesso em 26 nov. 
2021.
• Elemento filtrante.
• Uso em faixas de transição entre materiais 
fino e o enrocamento.
• Rochas britadas (angulosos) e cascalhos 
naturais (arredondados).
• Agregado graúdo.
• Cascalhos e rocha britada.
Materiais pétreos - Utilização
• Elemento filtrante.
• Transição entre núcleo argiloso e frações grosseiras, 
ou filtro em barragem de terra homogênea.
• Agregado miúdo no concreto.
• Parte fina a ser mistura. O uso do graúdo é para a 
confecção.
• Origem natural: depósitos aluvionares ou material de 
alteração.
• Origem artificial: cominuição da rocha.
Materiais arenoso - Utilização
• SM, SC, SM – SC (com fração arenosa) –
Barragem TH.
• Maior estabilidade dos taludes.
• ML, MH, CL, CH (sem fração arenosa) – Núcleos 
BTZ ou BTE.
• Menor estabilidade de taludes e mais 
impermeável.
• Origem autóctone ou alóctone, ou seja, 
alteração in situ e textura com base no agente 
de transporte.
Materiais terrosos – Tipos e aplicações
Teoria em Prática
Bloco 4
Marcio Fernandes Leão
• Os filtros de drenagem devem ser projetados de tal forma que nem a fundação 
nem o material de aterro entrem no dreno para formar uma obstrução. A 
permeabilidade ou tamanho do material do filtro deve ser suficiente para 
transportar a água livremente e sem qualquer bloqueio.
Materiais terrosos – Tipos e aplicações
• O solo de aterro ou solo de fundação, que está em 
contato com os materiais de filtro, é chamado de 
material de base. Quando a proporção de D15 do 
filtro para D85 dos materiais de base é inferior a 4 
para 5, o material de base é impedido de passar pelos 
filtros. Da mesma forma, quando a proporção de D15 
de materiais de filtro para D85 do material de base émaior que 5, as forças de infiltração nos filtros são 
controladas até a magnitude permissível.
• Com base no contexto apresentado, você, como 
engenheiro (a) de registro responsável, 
necessita definir o uso de materiais para filtros 
em uma barragem de terra. Avalie as curvas 
granulométricas dos materiais A, B, C e D, 
apresentados na Figura 5, informando se seriam 
indicados para filtros, justificando sua 
resposta.
Materiais terrosos – Tipos e aplicações
Dimensionamento dos filtros
Referências: adaptado de ABGE (1998, [n. p.]).
Figura 5 – Curvas granulométricas para os materiais A, B, C e D
Dica do (a) Professor (a)
Bloco 5
Marcio Fernandes Leão
Dica do (a) Professor (a)
Abaixo são indicados dois materiais importantes, que abordam os conteúdos 
vistos em aula.
• O primeiro está relacionado a metodologia construtiva 
de barragens de rejeito, que, em alguns casos, pode se 
assemelhar às barragens de aterro convencional. 
• THOMÉ, R.; PASSINI, M. L. Barragens de rejeitos de 
mineração: características do método de 
alteamento para montante que fundamentaram a 
suspensão de sua utilização em minas gerais. 
Ciências Sociais Aplicadas em Revista -
UNIOESTE/MCR, v.18, n. 34, p. 49 a 65, 2018. 
Material complementar
• O segundo material está relacionado também à 
aplicação da mineração, tratando sobre o 
empilhamento de rejeito, uma alternativa a 
barramentos nessa atividade. 
• GUIMARÃES, N. C.; VALADÃO, G. E. S.; PERES, A. 
E. C. Filtragem de rejeitos de minério de ferro 
visando à sua disposição em pilhas. Mineração. 
REM: R. Esc. Minas, 65(4), p. 543-548. Ouro 
Preto, 2012. Disponível em: 
https://www.scielo.br/j/rem/a/HkKz8QZPYsNskd
wNCSBqFPQ/?lang=pt. Acesso em: 26 nov. 2021.
Referências
ABGE, Geologia de engenharia. OLIVEIRA, A.M.S.; BRITO,S.N.A. 
(editores). São Paulo: ABGE, 1998.
GUIMARÃES, N. C.; VALADÃO, G. E. S.; PERES, A. E. C. Filtragem de 
rejeitos de minério de ferro visando à sua disposição em pilhas. 
Mineração. REM: R. Esc. Minas, 65(4), p. 543-548. Ouro Preto, 2012. 
Disponível em: 
https://www.scielo.br/j/rem/a/HkKz8QZPYsNskdwNCSBqFPQ/?lang=
pt. Acesso em: 26 nov. 2021.
THOMÉ, R.; PASSINI, M. L. Barragens de rejeitos de mineração: 
características do método de alteamento para montante que 
fundamentaram a suspensão de sua utilização em minas gerais. 
Ciências Sociais Aplicadas em Revista - UNIOESTE/MCR, v.18, n. 34, 
p. 49 a 65. Paraná, 2018. Disponível em: https://e-
revista.unioeste.br/index.php/csaemrevista/article/view/19480. 
Acesso em: 26 nov. 2021.
Bons estudos!