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Rompimento Hipotético e Delimitação de Área de Inundação da Barragem Barra do Leão no município Rio Bonito de IguaçuPR

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
CENTRO TECNOLÓGICO 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL 
CURSO ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
Gabriella Franzoni da Silveira 
 
 
 
 
 
 
 
Rompimento Hipotético e Delimitação de Área de Inundação da 
Barragem Barra do Leão no município Rio Bonito de Iguaçu/PR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Florianópolis 
2020 
 
Gabriella Franzoni da Silveira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rompimento Hipotético e Delimitação de Área de Inundação da Barragem 
Barra do Leão no município Rio Bonito de Iguaçu/PR 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho Conclusão do Curso de Graduação em 
Engenharia Sanitária e Ambiental do Centro 
Tecnológico da Universidade Federal de Santa Catarina 
como requisito para a obtenção do título de Bacharel em 
Engenharia Sanitária e Ambiental 
Orientador: Prof. João Henrique Macedo Sá, Dr. 
Coorientadora: Eng. Patrícia Becker, Msc. 
 
 
 
 
 
 
 
Florianópolis 
2020 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gabriella Franzoni da Silveira 
 
 
Rompimento Hipotético e Delimitação de Área de Inundação da 
Barragem Barra do Leão no município Rio Bonito de Iguaçu/PR 
 
 
Este Trabalho Conclusão de Curso foi julgado adequado para obtenção do Título de “Bacharel 
em Engenharia Sanitária e Ambiental” e aprovado em sua forma final pelo Curso de 
Engenharia Sanitária e Ambiental 
 
Florianópolis, 30 de novembro de 2020. 
 
 
________________________ 
Profa. Maria Elisa Magri, Dra. 
Coordenador do Curso 
 
Banca Examinadora: 
 
________________________ 
Prof. João Henrique Macedo Sá, Dr. 
Orientador 
Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC 
 
 
Eng. Patrícia Becker, Ma. 
Co-orientadora 
Prosenge Projetos e Engenharia 
 
 
Prof.(a) Patrícia Kazue Uda, Dra. 
Avaliador(a) 
Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC 
 
 
Camyla Innocente dos Santos, Ma. 
Avaliador(a) 
Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Science is much more than a body 
 of knowledge. It is a way of thinking.” 
 (Carl Sagan, 1990) 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Concluir uma graduação em Engenharia no Brasil é no mínimo desafiador, mas eu 
não poderia fazê-lo sem o suporte de pessoas incríveis na minha vida. 
Agradeço primeiramente aos meus pais, Renata e Sérgio, que me permitiram estudar 
e nunca mediram esforços para realizar meus sonhos. Agradeço também a todos os membros 
da minha família que me incentivaram e incentivam, com palavras de admiração e motivação. 
Agradeço também ao meu namorado e parceiro de vida, e agora de engenharia, 
Allan, pela paciência, apoio e auxílio em diversos momentos durante a graduação, e por 
sonhar um futuro lindo ao meu lado. 
A minha cachorrinha Pureza, pelas companhias nas horas de estudo e por alegrar 
minha vida. 
Aos engenheiros Henrique Yabrudi e Patrícia Becker, pela oportunidade de 
aprendizado, auxílio e principalmente pela inspiração de profissionais que são. 
Ao meu orientador João, pela dedicação e parceria em realizar esse trabalho. A todos 
os professores, que compartilharam seu conhecimento para enriquecer minha jornada na 
graduação. 
A todos os meus amigos e colegas de curso, que contribuíram para o meu 
crescimento, partilhando aprendizados, dando suporte e dividindo comigo a escolha de 
melhorar o mundo através da Engenharia Sanitária e Ambiental. 
Por fim, agradeço a todos os meus amigos que de certa forma contribuíram para 
formar a pessoa que sou hoje e para que eu pudesse chegar até aqui. 
 
 
 
RESUMO 
Barragens são estruturas com diversas finalidades como irrigação, produção de energia, 
navegação, retenção de chuva, entre outros. No entanto, independente do propósito, há o risco 
de rompimento caso haja problemas em relação ao projeto, construção, manutenção ou até 
mesmo um evento extremo de chuva para o qual não foram dimensionadas. O rompimento de 
uma barragem traz consequências significativas devido ao grande volume de água liberado de 
forma rápida, repentina e descontrolada. As Leis nº 12.334/2010 e nº 14.066/2020 que regem 
a Política Nacional de Segurança de Barragens, dispõe sobre o Plano de Segurança de 
Barragens (PSB) e o Plano de Ação de Emergência (PAE), abrangem todas as informações 
necessárias e ações a serem tomadas em casos de uma ruptura, sendo este último elaborado 
com auxílios de modelos matemáticos, a fim de determinar a área de inundação. O presente 
estudo objetivou modelar e avaliar a inundação causada pelo hipotético rompimento da 
Barragem Barra do Leão, a ser construída no Rio Chagu, em Rio Bonito de Iguaçu, no Paraná. 
A simulação foi realizada através do software HEC-RAS, considerando três cenários 
hidrológicos de diferentes intensidades. O primeiro cenário é referente a uma condição 
comum, caracterizada como um dia seco, com uma vazão de pico com tempo de retorno de 10 
anos. O segundo cenário considera uma cheia relativamente comum de acontecer, com um 
pico de vazão com tempo de retorno de 100 anos. Já o terceiro, é indicado por uma condição 
extrema, em que o rompimento da barragem ocorre durante um pico de vazão com tempo de 
retorno de 10.000 anos. De modo geral, concluiu-se que a onda gerada pela ruptura não altera 
de forma significativa as condições de jusante, principalmente se comparada à inundação 
ocorrente na cheia natural. A classificação da barragem foi enquadrada como de baixo risco e 
dano potencial associado baixo. Conforme estabelecido pela Política Nacional de Segurança 
de Barragens, os resultados obtidos com o estudo de rompimento podem ser utilizados tanto 
na elaboração de um plano de ação emergencial, no intuito de suavizar os danos de um 
eventual rompimento, quanto para orientar a formulação de planos diretores, evitando a 
construção e assentamento de pessoas em áreas de risco. 
Palavras-chave: Rompimento de barragem. Modelagem hidráulica. Área de inundação. 
 
 
 
ABSTRACT 
Dams are structures with many usages, such as irrigation, power production, suppress floods, 
and others. However, regardless of the purpose, there is a risk of dam failure due to problems 
in its design, construction, maintenance, or even a natural but rare extreme precipitation event. 
Dam failures have significant consequences in reason of the sudden, rapid, and uncontrolled 
release of impounded water. In view of the severity of an eventual breach, and in accordance 
with the National Dam Safety Policy (NDSP) in Brazil, the evaluation of the possible dam 
failure is essential to determine the inundation zone and, consequently, to study impact and 
mitigation actions. The present study aimed to simulate and understand the evaluate the 
inundation caused by a hypothetical failure of the Barra do Leão Dam, to be built in the 
Chagu river, in Rio Bonito de Iguaçu, Paraná. The simulation was performed through the 
HEC-RAS software, considering three hydrological scenarios of different intensities. As a 
general outcome, it was seen that the flood wave does not significantly affect downstream 
conditions, especially when compared to the inundation occurring in natural flooding. 
Considering the damage risk rating, the dam was classified as low risk. As established by the 
NDSP, the results obtained with the dam failure simulation can be used for both, formulating 
an emergency action plan in order to mitigate the consequences of dam failures, and 
supporting decisions related to municipal master plans, and therefore avoiding constructions 
and settlement of people in areas of risk. 
Keywords: Dam-break. Hydraulic modeling. Flood area. 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1: Barragem Serra da Mesa, Goiás – de aterro (enrocamento com face em argila) ...... 19 
Figura 2: Barragem do Castelo do Bode, Portugal - de concreto (arco-gravidade) .................20 
Figura 3: Barragem em alvenaria ............................................................................................. 20 
Figura 4: Rompimento da Barragem de Algodões (PI) – barragem de água ........................... 22 
Figura 5: Rompimento da Barragem em Brumadinho (MG) – barragem de rejeitos............... 22 
Figura 6: Formação da brecha por galgamento ........................................................................ 25 
Figura 7: Formação de brecha por infiltração .......................................................................... 25 
Figura 8: Classificação das barragens brasileiras por DPA e CRI ........................................... 31 
Figura 9: Localização da Área da Bacia da CGH Barra do Leão ............................................. 35 
Figura 10: Arranjo Geral da CGH Barra do Leão .................................................................... 36 
Figura 11: Localização das estações fluviométricas analisadas ............................................... 41 
Figura 13: Superfície e seções criadas no Autocad Civil 3d .................................................... 47 
Figura 14: Perfil do Rio Chagu com os respectivos níveis d`água ........................................... 49 
Figura 15: Barramento da CGH Barra do Leão ........................................................................ 50 
Figura 16: Geometria final do modelo ..................................................................................... 51 
Figura 17: Brecha de ruptura .................................................................................................... 53 
Figura 18: Ponte 2 (Passagem Molhada) .................................................................................. 55 
Figura 19: Ponte 1 em seca (a) e cheia (b) ............................................................................... 56 
Figura 20: Mapa de Inundação TR 10 anos .............................................................................. 57 
Figura 21: Inundação nas seções de interesse – TR 10 anos .................................................... 58 
Figura 22: Mapa de Inundação TR 100 anos ............................................................................ 59 
Figura 23: Inundação nas seções de interesse – TR 100 anos .................................................. 60 
Figura 24: Mapa de Inundação TR 10.000 anos ....................................................................... 61 
Figura 25: Inundação nas seções de interesse – TR 10.000 anos ............................................. 62 
 
 
 
LISTA DE QUADROS 
 
Quadro 1: Rompimentos de Barragens no Brasil de 2000 a 2019 ........................................... 21 
Quadro 2: Causas de ruptura de barragens de 1975 a 2011...................................................... 23 
Quadro 3: Lista de material da barragem e causas prováveis de acidentes no Brasil de 2017 a 
2019 .......................................................................................................................................... 24 
Quadro 4: Classificação quanto a CRI para barragens de acumulação de água ....................... 29 
Quadro 5: Classificação quanto ao DPA .................................................................................. 30 
Quadro 6: Matriz de Classificação quanto ao CRI e DPA ....................................................... 31 
Quadro 7: Cenários utilizados na modelagem .......................................................................... 42 
Quadro 8: Periodicidade de Inspeção de Barragens de acordo com a classe ........................... 65 
Quadro 9: Periodicidade da Revisão Periódica de Segurança de acordo com a classe ............ 65 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1: Parâmetros para brecha de ruptura ........................................................................... 26 
Tabela 2: Estações Fluviométricas e informações .................................................................... 42 
Tabela 3: Vazões máximas normais por tempo de recorrência ................................................ 43 
Tabela 4: Vazões máximas instantâneas por tempo de recorrência ......................................... 43 
Tabela 5: Níveis d`água disponíveis ......................................................................................... 48 
Tabela 6: Parâmetros da brecha de ruptura .............................................................................. 52 
Tabela 7: Níveis na Casa de Força e Ponte – Natural e com rompimento da Barragem Barra 
do Leão ..................................................................................................................................... 54 
Tabela 9: Tempo da onda de inundação para seções de interesse ............................................ 63 
Tabela 10: Altura da onda para as seções de interesse ............................................................. 63 
Tabela 11: Resultado da CRI .................................................................................................... 64 
Tabela 12: Resultado do DPA .................................................................................................. 64 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 15 
1.1 OBJETIVOS .......................................................................................................... 17 
1.1.1 Objetivo Geral ...................................................................................................... 17 
1.1.2 Objetivos Específicos ........................................................................................... 17 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................... 18 
2.1 BARRAGENS ....................................................................................................... 18 
2.1.1 Tipo de Barragens ............................................................................................... 18 
2.2 ROMPIMENTO DE BARRAGENS ..................................................................... 20 
2.2.1 Histórico................................................................................................................ 20 
2.2.2 Causas de Rupturas de Barragens ..................................................................... 22 
2.2.2.1 Galgamento............................................................................................................ 24 
2.2.2.2 Infiltração (piping) ................................................................................................ 25 
2.2.3 Formação da brecha ............................................................................................ 25 
2.3 LEGISLAÇÃO VIGENTE .................................................................................... 26 
2.3.1 Classificação de Categoria de Risco e Dano Potencial Associado ................... 27 
2.4 HEC-HAS .............................................................................................................. 31 
3 METODOLOGIA ................................................................................................ 34 
3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ................................................. 34 
3.1.1 Localização ........................................................................................................... 34 
3.1.2 Clima ..................................................................................................................... 37 
3.1.3 Características da Bacia ...................................................................................... 37 
3.1.4 Uso do Solo ........................................................................................................... 38 
3.2 ESTUDO HIDROLÓGICO ...................................................................................40 
3.3 ELABORAÇÃO DO MODELO ........................................................................... 44 
3.3.1 Levantamento Topográficos e Batimétrico ....................................................... 45 
3.3.2 Geometria do Modelo .......................................................................................... 45 
 
 
3.4 APLICAÇÃO DO MODELO HEC-RAS ............................................................. 48 
3.4.1 Coeficientes de rugosidade (Manning) .............................................................. 48 
3.4.2 Calibração ............................................................................................................ 48 
3.4.3 Inserção do barramento ...................................................................................... 50 
3.4.4 Geometria final do modelo .................................................................................. 50 
3.4.5 Dados das brechas de ruptura ............................................................................ 52 
3.4.6 Condições de contorno ........................................................................................ 54 
3.5 CLASSIFICAÇÃO ................................................................................................ 54 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................... 54 
4.1 ÁREAS ATINGIDAS E COTA MÁXIMA .......................................................... 54 
4.2 MAPA DE INUNDAÇÃO .................................................................................... 56 
4.3 TEMPO DE ONDA ............................................................................................... 63 
4.4 CLASSIFICAÇÃO ................................................................................................ 63 
5 CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES ........................................................... 65 
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 67 
APÊNDICE A – Hidrograma para diferentes tempos de recorrência .............................. 71 
APÊNDICE B – Tabela de Resultados de Cotas, velocidades e vazões para todas as 
seções e cenário 1 .................................................................................................................... 74 
APÊNDICE C – Tabela de Resultados de Cotas, velocidades e vazões para todas as 
seções e cenário 2 .................................................................................................................... 76 
APÊNDICE D – Tabela de Resultados de Cotas, velocidades e vazões para todas as 
seções e cenário 3 .................................................................................................................... 78 
15 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
A construção das primeiras barragens serviu para mitigar problemas de escassez de 
água e de cheias, contribuindo com atividades econômicas como agricultura e pecuária, e 
auxiliando na qualidade de vida da população que vivia no entorno dessas estruturas 
(BRASIL, 2010). No Brasil, os primeiros barramentos surgiram para diminuir a migração da 
população do nordeste, que fugia das longas secas na região. Ao mesmo tempo, surgia no 
Sudeste as primeiras usinas hidrelétricas, voltadas para geração de energia (COMITÊ 
BRASILEIRO DE GRANDES BARRAGENS, 1982). 
De acordo com Vichi e Mansor (2009), a energia proveniente de usinas hidrelétricas 
é uma das maiores fontes de energia renováveis existentes no planeta, sendo explorada em 
mais de 160 países. Somente o Brasil é encarregado por cerca de 14,9% dela, sendo o terceiro 
maior produtor de energia hidráulica do mundo. 
Esses tipos de barragens são responsáveis pelo armazenamento de um grande volume 
de água, portanto, seu rompimento traz danos significativos, que vão desde a destruição de 
estruturas, impactos ambientais até morte de pessoas e animais. Por esse motivo, essas 
consequências devem ser impedidas (COLLISCHONN, 1997). 
Nos últimos anos, observou-se no Brasil uma crescente em relação ao número de 
acidentes e incidentes com barragens, tendo como destaque o rompimento das estruturas em 
Mariana e Brumadinho, com inúmeros prejuízos materiais e humanos (BRASIL, 2020). 
Corroborando com essa preocupação, a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) 
objetiva criar meios que forneçam uma cultura de segurança de barragens em todo o País. 
Assim, é obrigação do empreendedor realizar algumas ações que garantam a proteção desses 
empreendimentos. 
De acordo com a PNSB, a classificação de barragens no Brasil é realizada de três 
maneiras: pela categorização quanto ao risco, quanto ao dano potencial associado, e por 
volume. Assim, essa classificação indica quais procedimentos e monitoramentos serão 
adotados, considerando a frequência, conteúdo mínimo das inspeções regulares, e especiais e 
da revisão periódica, e a obrigatoriedade ou não de elaboração do Plano de Ação de 
Emergência (PAE) da barragem. Todas essas medidas buscam garantir uma maior segurança 
para as barragens e seguem os regulamentos dos agentes fiscalizadores da segurança de 
barragens (Brasil, 2012). 
 
16 
 
Alguns modelos matemáticos diferentes, simulam o movimento da onda de cheia ao 
longo do vale a jusante da barragem e, podem ser utilizados na elaboração do PAE, 
permitindo a determinação de profundidades, velocidades, tempo de chegada do pico da onda, 
como também contribuindo para estimar o dano potencial e a duração da inundação 
(LAURIANO, 2009). 
A escolha do modelo HEC-RAS é justificada já que ele é uma ferramenta testada em 
vários tipos de aplicação, bastante documentada e de uso muito disseminado no Brasil, além 
de ser um software gratuito. O modelo HEC-RAS vem sendo utilizado para análises de 
impactos de rompimentos de barragens tanto no Brasil como no exterior (ENGECORPS, 
2012). 
Visando a seriedade do estudo de ruptura de barragens, esse trabalho propõe o 
rompimento hipotético e delimitação da área de inundação da barragem da Central Geradora 
Hidrelétrica (CGH) Barra do Leão, que será construída no município de Rio Bonito do Sul, no 
oeste do Paraná. Esta simulação, foi realizada por meio do software “HEC-RAS 5.0.5”, 
modelo criado pelo corpo de engenheiros do exército dos Estados Unidos, que é amplamente 
utilizado em modelagens hidráulicas em todo o mundo. 
 
17 
 
1.1 OBJETIVOS 
 
1.1.1 Objetivo Geral 
Analisar o rompimento hipotético de uma barragem que será construída no Rio 
Chagu, em Rio Bonito de Iguaçu, PR. 
 
1.1.2 Objetivos Específicos 
i. Comparar a inundação causada por evento de chuva e pelo rompimento da 
barragem; 
ii. Analisar as áreas atingidas, cotas máximas e tempos de chegada da onda de cheia 
natural e por rompimento da barragem, para três cenários; 
iii. Indicar a classificação da barragem por categoria de risco e dano potencial 
associado. 
 
18 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
2.1 BARRAGENS 
De acordo com o Comitê Brasileiro de Grandes Barragens (1982), barragens são 
obstáculos artificiais, que podem ser de diversos tamanhos e materiais, e que tenham a 
capacidade de conter água ou qualquer outro líquido, rejeitos ou detritos com o objetivo de 
contenção ou acumulação. As finalidades ainda hoje mais utilizadas são: fornecimento de 
água, energia hidrelétrica, mineração, irrigação e controle de cheias. 
As barragens sempre fizeram parte das civilizações, principalmente nas que mais 
necessitavam de reserva de água e irrigação. Conforme as sociedades foram avançando, 
outros usos foram atribuídos como controle de inundações, controle de sedimentação e 
geração de energia, por exemplo (JANSEN, 1983). 
No Brasil, a construção de grandes barragens foi impulsionada pela seca do ano de 
1877, a qual trouxe consequências devastadoras para o Nordeste brasileiro (COMITÊ 
BRASILEIRO DE GRANDES BARRAGENS, 1982). A partir disto, a existênciade 
barramentos vem se tornando mais comum principalmente pela disponibilidade de rios com 
grande potencial hidrelétrico no País (BRASIL, 2002). Existem no Brasil mais de 19 mil 
barragens cadastradas no Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens 
(SNISB), porém sabe-se que esse número em relação ao total de barragens existentes está 
subestimado, uma vez que nem todas elas estão catalogadas pela Agência Nacional de Águas 
e Saneamento Básico (ANA) (2019). 
 
2.1.1 Tipo de Barragens 
De acordo com o Comitê Internacional de Grandes Barragens (1996), as barragens 
são classificadas em três principais tipos, de acordo com seu material constituinte: 
-Barragens de aterro (terra e enrocamento) 
-Barragens de concreto (gravidade, contrafortes, arco ou multiarco) 
-Barragens de alvenaria (gravidade, contrafortes ou multiarco) 
Na Figura 1 temos um exemplo de uma barragem de aterro, na Figura 2 um exemplo 
de uma barragem de concreto e na Figura 3 um exemplo de barragem de alvenaria. 
Além disso, as barragens também podem ser classificadas como mistas ao longo de 
seu traçado, quando elas são formadas por mais de um tipo de material ao longo de seu corpo. 
19 
 
Ainda, de acordo com Franco (2008), as barragens podem se enquadrar em outro tipo 
de classificação: de armazenamento, desvio ou retenção. Os barramentos construídos para 
armazenamento compreendem a função de acumular água em períodos de condições 
favoráveis para utilizar esse volume em períodos de seca. Por outro lado, barragens de desvio 
dispõe-se a desviar uma massa d`água para uma região específica, enquanto a de contenção 
retém água em alguns períodos mais curtos, servindo de controle de cheias ou mesmo 
acúmulo de sedimentos ou rejeitos. 
 
Figura 1: Barragem Serra da Mesa, Goiás – de aterro (enrocamento com núcleo em argila) 
 
Fonte: Engwhere 
20 
 
Figura 2: Barragem do Castelo do Bode, Portugal - de concreto (arco-gravidade)
 
Fonte: ANA, 2016. 
Figura 3: Barragem em alvenaria 
 
Fonte: Engwhere 
 
2.2 ROMPIMENTO DE BARRAGENS 
 
2.2.1 Histórico 
Segundo o Manual de Segurança e Inspeção de Barragens (2002), a ruptura de uma 
barragem é: 
 “A perda estrutural, podendo ocorrer uma liberação incontrolável do 
conteúdo de um reservatório, ocasionada pelo colapso da barragem ou 
alguma parte dela.” 
21 
 
 
No Quadro 1 apresenta-se os rompimentos de barragens acontecidos no Brasil de 
2000 a 2019, na Figura 4, a imagem da Barragem de Algodões, em Buriti dos Lopes e na 
Figura 5, a imagem da Barragem Mina Córrego do Feijão em Brumadinho, ambas após o 
rompimento. Essas imagens podem mostrar visualmente o impacto gerado a jusante de uma 
barragem, num rompimento, independente do seu tipo de barragem. 
 
Quadro 1: Rompimentos de Barragens no Brasil de 2000 a 2019 
Local Ano Nome Tipo Impacto 
Nova Lima (MG) 2001 Barragem dos 
Macacos 
Rejeitos 5 óbitos 
Cataguases (MG) 2003 Não informado Rejeitos Danos Ambientais 
Alagoa Nova (PB) 2004 Camará Água 5 óbitos e 3 mil 
pessoas 
desabrigadas 
Miraí (MG) 2007 Não informado Rejeitos Mais de 4 mil 
pessoas 
desabrigadas ou 
desalojadas 
Vilhena (RO) 2008 Apertadinho Água Danos Ambientais 
Buriti dos Lopes 
(PI) 
2009 Algodões Água 9 óbitos e 2000 
desabrigados ou 
desalojados 
Laranjal do Jari 
(AP) 
2014 Santo Antônio do 
Jari 
Água 4 óbitos 
Itabirito (MG) 2014 Não informado Rejeitos 3 óbitos 
Mariana (MG) 2015 Fundão Rejeitos 19 óbitos e milhares 
de desabrigados ou 
desalojados 
Mariana (MG) 2015 Santarém Rejeitos 19 óbitos e milhares 
de desabrigados ou 
desalojados 
Brumadinho (MG) 2019 Mina Córrego do 
Feijão 
Rejeitos 259 óbitos e 
milhares de 
desabrigados ou 
desalojados 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
22 
 
Figura 4: Rompimento da Barragem de Algodões (PI) – barragem de água 
 
Fonte: O Globo. 
Figura 5: Rompimento da Barragem em Brumadinho (MG) – barragem de rejeitos 
 
Fonte: Vinícius Mendonça/Ibama. 
 
2.2.2 Causas de Rupturas de Barragens 
A causa de um rompimento de uma barragem vem a ser um artigo muito importante, 
uma vez que é dessa maneira que se determina a velocidade com que ocorre a formação de 
23 
 
brechas. De acordo com Engecorps (2012), as razões mais corriqueiras são: galgamento e 
infiltração (piping). 
O Quadro 2 apresenta as principais causas de ruptura de barragens de 1975 a 2011, 
documentado pela Federal Emergency Management Agency of United States (2013). 
 
Quadro 2: Causas de ruptura de barragens de 1975 a 2011 
Causas de ruptura Número de rupturas Porcentagens de rupturas 
Galgamento 465 70,9% 
Entubamento 94 14,3% 
Estrutural 12 1,8% 
Humano (relacionado) 4 0,6% 
Animais (atividade) 7 1,1% 
Vertedouro 11 1,7% 
Instabilidade 13 2,0% 
Desconhecido 32 4,9% 
Outros 18 2,7% 
Total 656 
Fonte: Baima (2015), adaptado de Federal Emergency Management Agency of United States 
(2013). 
 
Os fatores do rompimento também são influenciados pelo tipo das barragens, por 
exemplo, estruturas de concreto ou terra geralmente rompem mais facilmente por condições e 
causas diferentes. Barragens de concreto por gravidade possuem brechas parciais em uma ou 
mais seções durante o rompimento, enquanto barragens de concreto em arco costumam 
romper de forma total e súbita. Entretanto, barragens de terra habitualmente não rompem de 
forma completa, uma vez que a formação da brecha acontece por conta de um processo 
erosivo (COLLISHONN, 1997). 
Em alguns estudos de rompimentos de barragens de terra e enrocamento estudados, 
verificou-se que a maioria das rupturas são causadas respectivamente por percolação, 
galgamento, instabilidade e outros. Enquanto isso, as maiores causas de rupturas e acidentes 
em barragens de concreto seguiram a mesma sequência, sendo a maior parte por conta 
infiltração (piping), seguido de galgamento (BAIMA 2015). 
No Quadro 3, podemos ver uma lista de acidentes ocorridos em barragens no Brasil 
entre 2017 a 2019, o tipo de barragem de acordo com o material e também a principal causa 
de rompimento. 
24 
 
Quadro 3: Lista de material da barragem e causas prováveis de acidentes no Brasil de 2017 a 2019 
Data Material da Barragem Causa Provável 
Jan-2017 Terra Cheia 
Fev-2017 Terra Percolação 
Mar-2017 Terra Percolação 
Dez-2017 Terra Galgamento 
Fev-2018 Terra Cheia 
Abr-2018 Terra Cheia 
Abr-2018 Terra Cheia 
Jan-2019 Rejeitos Sem informação 
Mar-2019 Sem informação Sem informação 
Mar-2019 Sem informação Sem informação 
Mar-2019 Terra Galgamento 
Mar-2019 Sem informação Sem informação 
Mar-2019 Terra Galgamento 
Mar-2019 Terra Vertedouro 
Jul-2019 Terra Galgamento 
Out-2019 Rocha Alterada Rompimento de Dique 
Nov-2019 Terra Cheia 
Nov-2019 Terra Cheia 
Nov-2019 Sem informação Sem informação 
Fonte: ANA (2018, 2019, 2020). 
 
2.2.2.1 Galgamento 
O galgamento ocorre quando há a passagem da água por cima da crista da barragem. 
Em barragens de terra, produz um arraste de materiais, o qual pode levar a um rompimento. 
Por outro lado, em barragens de concreto, a ruptura pode ocorrer por conta das sobrecargas 
causadas pelo aumento do nível d’água não previsto. 
O galgamento pode ser causado pela má operação do reservatório durante a cheia, 
por uma cheia extraordinária onde o dispositivo extravasador (vertedouro) não possui 
capacidade de vazão compatível, ou até mesmo por conta do rompimento de uma barragem à 
montante. Nesse caso, o nível de água se eleva acima da crista e acontece o chamado de 
ruptura em cascata (ENGECORPS, 2012). 
Se o tempo e a intensidade do galgamento são altos o suficiente, inicia-se uma brecha 
em um ponto qualquer mais fraco na crista da barragem e a brecha cresce com o tempo, por 
erosão, numa velocidade que depende da vazão de galgamento, do material da barragem e das 
características do reservatório (COLLISHONN, 1997). 
Na Figura 6 podemos visualizar a formação de uma brecha porgalgamento, na 
sequência: início em um ponto mais fraco; brecha em forma de “V”; aprofundamento da 
brecha e aumento lateral por erosão. 
25 
 
Figura 6: Formação da brecha por galgamento 
 
Fonte: COLLISCHONN, 1997. 
 
2.2.2.2 Infiltração (piping) 
A falha por piping acontece quando existem infiltrações no corpo da barragem. Essas 
infiltrações, também chamadas de entubamento, podem ser ocasionadas por algum problema 
na compactação do maciço da barragem em barragens de terra ou por deficiências do 
concreto, no caso de barragens de concreto. Esses fatores acabam criando um caminho para a 
percolação de água (ENGECORPS, 2012). Assim, a água vai gerando um tubo, por conta do 
arraste de partículas de solo, e esse tubo tende a aumentar de diâmetro, chegando na formação 
de uma brecha (LADEIRA, 2007). 
A Figura 7 apresenta as etapas da formação de uma brecha por conta da infiltração, 
em que respectivamente vemos o surgimento do poro, o aumento por erosão e o colapso da 
porção superior. 
Figura 7: Formação de brecha por infiltração 
 
Fonte: COLLISCHON, 1997. 
 
2.2.3 Formação da brecha 
De acordo com Collischonn e Tucci (1997), a brecha é definida como uma abertura 
na barragem, causada por uma falha. A formação da brecha pode ser descrita por três 
parâmetros básicos: 
• Tamanho; 
• Tempo de formação; 
• Forma geométrica. 
Todos estes parâmetros são fortemente influenciados pela causa do rompimento e 
pelo tipo de barragem. Eles influenciam diretamente na vazão e na altura da onda de enchente 
decorrente do rompimento. Uma brecha maior ou rompimento catastrófico e com tempo de 
26 
 
formação mais rápido gera uma onda de enchente de maior volume e o esvaziamento mais 
rápido do reservatório, enquanto uma brecha menor e com tempo de formação mais lento 
geram uma onda de enchente menor e com esvaziamento lento do reservatório (MONTE-
MOR, 2004). 
O manual “Using HEC-RAS for Dam Break Studies” (2010), indica de acordo com 
referências internacionais valores para formação da brecha, tabela abaixo. 
 
Tabela 1: Parâmetros para brecha de ruptura 
Tipo de Barragem Média da largura de 
fundo da brecha 
Inclinação das 
paredes da brecha 
Tempo de 
duração da 
formação 
brecha (horas) 
Fonte 
Terra/Enrocamento (0,5 a 3,0) x HD 
(1,0 a 5,0) x HD 
(2,0 a 5,0) x HD 
(0,5 a 5,0) x HD 
0 a 1,0 
0 a 1,0 
0 a 1,0 
0 a 1,0 
0,5 a 4,0 
0,1 a 1,0 
0,1 a 1,0 
0,1 a 4,0 
USACE 1980 
FERC 
NWS 
USACE 2007 
Concreto (gravidade) Múltiplos blocos 
Usualmente ≤ 0,5L 
Usualmente ≤ 0,5L 
Múltiplos blocos 
Vertical 
Vertical 
Vertical 
Vertical 
0,1 a 0,5 
0,1 a 0,3 
0,1 a 0,2 
0,1 a 0,5 
USACE 1980 
FERC 
NWS 
USACE 2007 
Concreto (arco) Todo o barramento 
Todo o barramento 
(0,8 x L) a L 
(0,8 x L) a L 
Incl. do vale 
0 a incl. do vale 
0 a incl. do vale 
0 a incl. do vale 
< 0,1 
< 0,1 
< 0,1 
< 0,1 
USACE 1980 
FERC 
NWS 
USACE 2007 
Rejeito (0,8 x L) a L 
(0,8 x L) a L 
1,0 a 2,0 0,1 a 0,3 
≤ 0,1 
FERC 
NWS 
HD = Altura do barramento, L = Largura da crista da barragem 
FERC - Federal Energy Regulatory Comission; NWS - National Weather Service 
Fonte: Using HEC-RAS for Dam Break Studies (2004) 
 
2.3 LEGISLAÇÃO VIGENTE 
A Lei nº 12.334 de 20 de setembro de 2010 foi a primeira a ser sancionada a respeito 
da regulamentação de barragens no Brasil. Ela estabelece a Política Nacional de Segurança de 
Barragens (PNSB) e cria o Sistema Nacional de Segurança de Barragens (SNISB). Ela foi 
alterada em 30 de setembro de 2020 pela Lei 14.066. Atualmente a Lei se aplica a toda 
barragem destinada a acumulação de água de qualquer uso, disposição de rejeitos e 
acumulação de resíduos que possuam altura do maciço maior ou igual a 15 metros, 
capacidade total do reservatório maior ou igual a 3.000.000 m³ ou que contenha resíduos 
perigosos, categoria de dano potencial associado médio ou alto, ou categoria de risco alto. 
A PNSB objetiva garantir alguns padrões de segurança e regulamentar algumas ações 
que devem ser adotadas, visando uma melhor gestão de riscos nas barragens e prevenindo 
27 
 
acidentes e suas consequências. Além disso, visa definir procedimentos emergenciais que 
possam ser estabelecidos pelos empreendedores, fiscalizadores e órgãos de proteção e defesa 
civil em caso de incidente, acidente ou desastre. Dessa forma, a PNSB, conta com alguns 
instrumentos como o Plano de Segurança da Barragem (PSB) e o Plano de Ação de 
Emergência (PAE), o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens 
(SNISB), o Relatório de Segurança de Barragens, o Sistema de Classificação de barragens por 
categoria de risco (CRI) e por dano potencial associado (DPA), dentre outros. 
O PSB deve conter diversas informações, como por exemplo identificação e dados 
técnicos do empreendedor, o PAE, mapa de inundação, considerando o pior cenário 
identificado. Estas informações devem estar disponíveis e acessíveis, antes do início da 
operação da barragem, para a equipe responsável pela operação e gestão, tanto no local do 
empreendimento quanto para o órgão fiscalizador. 
O PAE, que na Lei de 2010 era executado somente quando exigido pelo órgão 
fiscalizador, é obrigatório para todas as barragens de médio e alto dano potencial associado ou 
de alto risco. Ele estabelece diversas ações que devem ser tomadas em caso de emergência, 
como por exemplo recursos humanos e materiais necessários para resgatar atingidos e mitigar 
impactos ambientais, delimitação de Zona de Autossalvamento e da Zona de Segurança 
Secundária, plano de comunicação, planejamento de rotas de fuga, dentre outras. 
 A Lei traz ainda a responsabilidade da fiscalização desde as etapas de planejamento 
e projeto até as etapas de operação e desativação para órgãos como a Agência Nacional das 
Águas (ANA), Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e Agência Nacional de 
Mineração (ANM). 
A ANA é responsável pela fiscalização das barragens de usos múltiplos que ela tenha 
outorgado o direito de uso dos recursos hídricos quando o objeto for acumulação de água e 
aquelas que sejam outorgáveis por ela, exceto para aproveitamento energético. A ANEEL é 
responsável pela fiscalização das barragens com fins de geração hidrelétrica, sendo ela a 
entidade que concede ou autoriza o uso do potencial hidráulico nesta situação e a ANM é 
responsável pela fiscalização das barragens de mineração, sendo ela a entidade outorgante de 
direitos minerários para fins de disposição final ou temporária destes rejeitos (NEVES, 2018). 
 
2.3.1 Classificação de Categoria de Risco e Dano Potencial Associado 
A CRI e o DPA são instrumentos da PNSB. 
De acordo com a Lei 14.066/2020: 
28 
 
“O DPA é definido como dano que pode ocorrer devido a rompimento, 
vazamento, infiltração no solo ou mau funcionamento de uma barragem, 
independentemente da sua probabilidade de ocorrência, podendo ser graduado 
de acordo com as perdas de vidas humanas e impactos sociais, econômicos e 
ambientais.” 
Segundo a Resolução nº 696/2015, da Agência Nacional de Energia Elétrica 
(ANEEL), as barragens são classificadas quando à CRI considerando aspectos da própria 
barragem que influenciam na possibilidade de ocorrer um acidente, de acordo com os 
seguintes critérios: 
a) altura do barramento; 
b) comprimento do coroamento da barragem; 
c) tipo de barragem quanto ao material de construção; 
d) tipo de fundação da barragem; 
e) idade da barragem; 
f) tempo de recorrência da vazão de projeto do vertedouro 
g) confiabilidade das estruturas extravasoras; 
h) confiabilidade das estruturas de captação; 
i) eclusa; 
j) percolação; 
k) deformações e recalques; 
l) deterioração dos taludes; 
m) existência de documentação de projeto; 
b) estrutura organizacional e qualificação dos profissionais da equipe técnica de 
segurança da barragem; 
c) procedimentos de inspeções de segurança e de monitoramento; 
d) regra operacionaldos dispositivos de descarga da barragem; e 
e) relatórios de inspeção de segurança com análise e interpretação. 
 
O Quadro do CRI pode ser observado no Quadro 4. 
 
29 
 
Quadro 4: Classificação quanto a CRI para barragens de acumulação de água 
Altura 
(m) 
Comprimento 
(m) 
Tipo de 
Barragem 
quanto ao 
material de 
construção 
Tipo de 
fundação 
Idade da 
Barragem 
Vazão de 
Projeto 
Casa de Força 
Altura ≤ 
15m (0) 
comprimento 
≤ 200m (2) 
Concreto 
convencional 
(1) 
Rocha sã (1) entre 30 e 50 
anos (1) 
CMP (Cheia 
Máxima 
Provável) ou 
Decamilenar 
(3) 
Barragem/Dique 
sem Casa de 
Força Associada 
(0) 
15m < 
Altura < 
30m (1) 
Comprimento 
> 200m (3) 
Alvenaria de 
pedra / 
concreto 
ciclópico / 
concreto 
rolado - CCR 
(2) 
Rocha 
alterada 
dura com 
tratamento 
(2) 
entre 10 e 30 
anos (2) 
Milenar (5) Casa de Força 
associada a 
barragem por 
meio de 
conduto forçado 
ou túnel (2) 
30m ≤ 
Altura ≤ 
60m (2) 
 Terra 
homogênea 
/enrocamento 
/ terra 
enrocamento 
(3) 
Rocha 
alterada sem 
tratamento / 
rocha 
alterada 
fraturada 
com 
tratamento 
(3 
entre 5 e 10 
anos (3) 
TR = 500 anos 
(8) 
Casa de Força 
ao Pé da 
barragem (5) 
Altura > 
60m (3) 
 Rocha 
alterada 
mole / 
saprolito / 
solo 
compacto 
(4) 
< 5 anos ou 
> 50 anos ou 
sem 
informação 
(4) 
TR < 500 anos 
ou 
Desconhecida 
/ Estudo não 
confiável (10) 
 
 Solo 
residual / 
aluvião (5) 
 
Fonte: Adaptado de CNRH (2012). 
 
 
Para barragens de acumulação de água, a classificação considera a altura do 
barramento, o comprimento, tipo de barragens, o tipo de fundação, a idade da barragem e a 
vazão de projeto. Cada categoria considera uma pontuação de 0 a 10, dependendo da 
categoria, e ao final, a Categoria de Risco (CRI) contempla uma soma. Considera-se um CRI 
alto igual ou acima de 62, médio entre 35 a 62 e baixo, menor ou igual a 35, a não ser que 
haja algum problema de Estado de Conservação. 
Para a classificação quanto ao DPA, os critérios são: a existência de população a 
jusante com potencial de perda de vidas humanas, a existência de unidades habitacionais ou 
equipamentos urbanos ou comunitários, existência de infraestrutura ou serviços, a existência 
de equipamentos de serviços públicos essenciais, a existência de áreas protegidas definidas 
30 
 
em legislação, a natureza dos rejeitos ou resíduos armazenados, quando for o caso, e o 
volume. Essa classificação é feita segundo o Quadro 5, em que cada categoria recebe uma 
nota que é somada no final. 
 
Quadro 5: Classificação quanto ao DPA 
Volume Total do Reservatório 
(m³) 
Potencial de perdas de 
vidas humanas 
Impacto Ambiental Impacto 
Socioeconômico 
PEQUENO 
≤ a 5 milhões 
(1) 
INEXISTENTE 
(Não existem pessoas 
permanentes/residentes ou 
temporárias/transitando na 
área afetada a jusante da 
barragem) 
(0) 
SIGNIFICATIVO 
(Área afetada da 
barragem não 
representa área de 
interesse ambiental, 
áreas protegidas em 
legislação específica 
ou encontra-se 
totalmente 
descaracterizada de 
suas condições 
naturais) 
(3) 
INEXISTENTE 
(Não existem 
quaisquer instalações e 
serviços de navegação 
na área afetada por 
acidente da barragem) 
(0) 
MÉDIO 
5 milhões a 75 milhões 
 (2) 
POUCO FREQUENTE 
(Não existem pessoas 
ocupando 
permanentemente a área 
afetada a jusante da 
barragem, mas existe 
estrada vicinal de uso 
local) 
(4) 
MUITO 
SIGNIFICATIVO 
(Área afetada da 
barragem apresenta 
interesse ambiental 
relevante ou protegida 
em legislação 
específica) 
(5) 
BAIXO 
(Existe pequena 
concentração de 
instalações residenciais 
e comerciais, agrícolas, 
industriais ou de 
infraestrutura na área 
afetada da barragem ou 
instalações portuárias 
ou serviços de 
navegação) (4) 
GRANDE 
 75 milhões a 200 milhões 
 (3) 
FREQUENTE 
(Não existem pessoas 
ocupando 
permanentemente a área 
afetada a jusante da 
barragem, mas existe 
rodovia municipal, 
estadual, federal ou outro 
local e/ou 
empreendimento de 
permanência eventual de 
pessoas que poderão ser 
atingidas) 
 (8) 
- ALTO 
 (Existe grande 
concentração de 
instalações residenciais 
e comerciais, agrícolas, 
industriais, de 
infraestrutura e 
serviços de lazer e 
turismo na área afetada 
da barragem ou u 
instalações portuárias 
ou serviços de 
navegação 
 (8) 
MUITO GRANDE 
> 200 milhões 
(5) 
EXISTENTE (Existem 
pessoas ocupando 
permanentemente a área 
afetada a jusante da 
barragem, portanto, vidas 
humanas poderão ser 
atingidas) 
(12) 
- - 
Fonte: Adaptado de CNRH (2012). 
 
31 
 
Para barragens de acumulação de água considera-se um DPA alto se maior ou igual a 
16, médio entre 10 e 16 e baixo, menor que 10. 
A combinação dessas duas classificações gera a classificação final da barragem de 
acordo com a Matriz de Classificação do CNRH e da ANEEL que pode ser visualizada no 
Quadro 6. 
 
Quadro 6: Matriz de Classificação quanto ao CRI e DPA 
Categoria de Risco Dano Potencial 
Alto Médio Baixo 
Alto A B B 
Médio B C C 
Baixo B C C 
Fonte: ANEEL, 2015. 
 
Atualmente no Brasil há 19.892 barragens cadastradas e na Figura 8 pode-se ver a 
classificação delas por DPA e CRI. 
 
Figura 8: Classificação das barragens brasileiras por DPA e CRI 
 
Fonte: ANA, 2020. 
 
2.4 HEC-HAS 
O modelo HEC-HAS (Hydrologic Engineering Centets River Analysis Systems) foi 
criado pelo corpo de engenheiros do exército americano e é dos modelos hidráulicos mais 
populares na delimitação de áreas de inundação (USACE, 2007). Sua versão 1D realiza 
32 
 
cálculos unidimensionais, em regimes permanente e não permanente, transporte de 
sedimentos, modelagem de cabeceiras e análise da temperatura da água em rios, canais e 
reservatórios (MARANGONI et al, 2017). 
O modelo hidrodinâmico HEC-RAS é regido por equações unidimensionais originais 
de fluxo não permanente em leitos fluviais, desenvolvidas por Adhémar Jean Claude Barre de 
Saint- 43 Venant e publicadas em 1870 (LAURIANO, 2009). O escoamento obedece a leis da 
física, e o comportamento é descrito por equações de conservação de massa, energia e 
quantidade de movimento, que podem ser vistas abaixo. 
- Equação da conservação da massa: 
𝜕ℎ
𝜕𝑡
+ 𝑢
𝜕ℎ
𝜕𝑥
+ ℎ
𝜕𝑢
𝜕𝑥
= 0 
- Equação da conservação da quantidade de movimento 
𝜕𝑢
𝜕𝑡
+ 𝑢
𝜕𝑢
𝜕𝑥
+ 𝑔
𝜕ℎ
𝜕𝑥
= 𝑔(𝑆𝑜 − 𝑆𝑓) 
Onde: 
t = tempo (s); 
x = direção do escoamento (m); 
u = velocidade média do escoamento (m/s); 
g = aceleração da gravidade; 
h = espessura da lâmina líquida (m); 
S0 = declividade do leito (m/m); 
Sf = declividade da linha de energia (m/m). 
 
O HEC-RAS aplica as equações em regime permanente, para casos em que se 
necessita simular o fluxo das águas e não permanente, para casos de simulações de 
rompimentos, e apresenta o resultado em formas de dados, tabelas e figuras que demonstram 
as seções transversais, o vale atingido pela enchente (de acordo com as informações lançadas 
pelo usuário) e gráficos. 
O pré-processamento é realizado a partir do uso de um modelo do terreno com 
informação do relevo, realiza a extração das seções transversais do rio e prepara um arquivo 
em formato compatível para ser importado pelo HEC-RAS. No sentido inverso, com os 
resultados da simulação hidrodinâmica, é possível realizar o mapeamento da planície de 
inundação em softwares de geoprocessamento e, dessa forma, avaliar que partes das cidades 
são atingidas pelas cheias de diferentes magnitudes (NETO et al, 20. 
Como vantagens, sabe-se que o modelo permite facilmente a integração com um SIG 
e ainda é gratuito de fácil manejo pelo usuário. A maior limitação do modelo é o seu carácter 
unidimensional que, mantendo a cota da superfície livre constante na secção transversal, não é 
33 
 
apropriado quando as secções transversais da linha de água apresentamirregularidades 
acentuadas (FERNANDEZ et al, 2013). Além disso, o modelo ainda traz outras hipóteses 
simplificadoras, como a distribuição hidrostática de pressões, que assume a inexistência de 
componentes de aceleração no sentido longitudinal. Lauriano et al (2009) também evidencia 
que a perda de carga estimada pela equação de Manning, a declividade do fundo do canal 
pequena, o fato do fluido ser tratado como incompressível e homogêneo (massa específica 
constante) e a criação de um perfil uniforme de velocidade na seção transversal do canal, são 
hipóteses simplificadoras da aplicação das equações de conservação da massa e da quantidade 
de movimento no estudo da propagação de uma onda de cheia proveniente da ruptura de uma 
barragem. 
 
34 
 
3 METODOLOGIA 
 
3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO 
 
3.1.1 Localização 
A barragem deste estudo pertencerá à CGH Barra do Leão, prevista para ser instalada 
na Bacia do Rio Paraná, no município de Rio Bonito de Iguaçu – PR (Figura 9). Tal será 
construída em solo compactado com enrocamento de proteção no trecho de montante e 
vertedouro em soleira livre, dimensionado para suportar uma cheia de 10.000 anos. 
A potência instalada é de 3000 kW e a área alagada prevista é de 24,12 ha, incluindo 
a calha do rio. Atualmente a CGH está em processo de licenciamento no Instituto Ambiental 
do Paraná (IAP). 
35 
 
Figura 9: Localização da Área da Bacia da CGH Barra do Leão 
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
36 
 
Figura 10: Arranjo Geral da CGH Barra do Leão 
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
37 
 
De acordo com o IBGE (2020), a população estimada em Rio Bonito do Iguaçu é de 
13.255 pessoas, a densidade demográfica é de 18,31 hab/km² e a área de 681,406 km² (IBGE, 
2020). 
 
3.1.2 Clima 
Os dados de clima foram retirados do Projeto Básico da CGH Barra do Leão. A 
região da Bacia do rio Chagu se encontra na transição dos climas de variedade Cfa e Cfb. A 
variedade "Cfa" se caracteriza por chuvas durante todos os meses do ano, temperatura do mês 
mais quente superior a 22°C, e a do mês mais frio superior a 3°C. A variedade "Cfb" 
apresenta chuvas durante todos os meses do ano, a temperatura do mês mais quente inferior a 
22°C e a do mês mais frio superior a 3°C. 
Utilizando-se a classificação de Köeppen, pode-se concluir que o clima 
predominante na bacia é do tipo Cf, isto é, temperado chuvoso de ambiente úmido. O inverno 
é acentuado, estendendo-se de junho a agosto, sendo julho o mês mais frio. A curta duração 
dos dias e a atuação da massa de ar polar induzem a temperaturas baixas, podendo descer a 
valores próximos de 0 grau. A região da bacia do rio Chagu varia de 18 a 22 graus Celsius. 
Em relação à apresentação, na região da bacia do rio Chagu a precipitação média 
anual se encontra ao redor dos 2.000 mm médios anuais. O rio Chagu se encontra entre os 
postos Quedas do Iguaçu – (02552000) com precipitação média anual de 2.044 mm no 
período de 1982 a 1997 e o posto Santa Clara – (02551004) com precipitação anual de 2.037 
mm no mesmo período. Assim podemos esperar precipitação semelhante para a bacia do rio 
Chagu. 
 
3.1.3 Características da Bacia 
A área de drenagem é definida como a projeção em planta da superfície contida entre os 
divisores de água da bacia. Para definição da área de drenagem do rio Chagu no local da 
barragem da CGH Barra do Leão, foi utilizado o software Quantum GIS (QGIS), o valor 
obtido foi de 279,070 km². A declividade média foi obtida através do Projeto Básico da CGH 
e fornecida pela PROSENGE Projetos e Engenharia. O valor fornecido foi de 0,00989 m/m. 
O tempo de concentração é o tempo necessário para que toda a bacia contribua para a 
vazão em uma determinada seção do rio. Um tempo de concentração baixo significa que o 
pico de cheia tende a ser mais abrupto. Para a Bacia onde está localizado o rio Chagu o valor 
encontrado foi de 8,05 horas e foi calculado através do Método Dodge, uma vez que esse 
38 
 
método é recomendado para bacias rurais com áreas entre 140 a 930 km² (TUCCI, 2004). O 
método utiliza a Equação: 
𝑡𝑐 = 21,88 𝑥 𝐴0,77𝑥 𝑆−0,17, 
em que: 
tc = tempo de concentração em horas; 
A = área da bacia em km²; 
S = declividade da bacia em m/m. 
 
3.1.4 Uso do Solo 
As áreas urbanizadas não estão presentes nas proximidades do empreendimento, 
apenas pequenas propriedades. A região possui somente pequenas culturas agrícolas e criação 
de gado leiteiro, de acordo com o Relatório Ambiental Simplificado, do licenciamento 
ambiental do empreendimento. A agricultura e a pecuária são as principais fontes de renda 
familiar da região. Dentre as culturas cultivadas, o milho está presente em 76% das lavouras 
para a produção de silagem que alimenta o gado, e a soja tem pequena representação na 
localidade. A comunidade também costuma plantar para sua subsistência batata inglesa, arroz, 
batata doce, feijão, abóbora, mandioca e verduras diversas. A população local também 
costuma pescar e caçar animais silvestres na região (ECOSSIS, 2016). 
Na Figura 11, pode-se ver o mapa de uso do solo para a região do barramento, em 
que se observa que ao redor do rio há muita região de vegetação preservada, com alguns 
cultivos e pastagens. 
39 
 
Figura 11: Mapa de Uso do Solo na região do barramento 
 
Fonte: Ecossis, 2016. 
40 
 
3.2 ESTUDO HIDROLÓGICO 
O estudo hidrológico tem por função a definição das vazões médias e máximas em 
diferentes pontos da bacia para os tempos de retorno e cenários pré-determinados. Como não 
há nenhuma estação fluviométrica instalada no Rio Chagu, não foi possível obter dados 
diretos de vazões. Dessa forma, optou-se pelo estudo de regionalização de vazões a partir de 
estações da mesma região hidrológica e com características semelhantes. 
Para obtenção dos dados de vazão, utilizou-se a plataforma Hidroweb, da Agência 
Nacional de Águas, e obteve-se o histórico de vazões das estações mais próximas do 
empreendimento. Essas estações e sua localização podem ser vistas na Figura 12.
41 
 
Figura 12: Localização das estações fluviométricas analisadas 
 
Fonte: Elaborado pela Autora, adaptado do Google Earth (2020). 
42 
 
Para escolha da estação utilizada, levou-se em consideração a distância até o Rio 
Chagu, o número de registros de vazão nos dados da ANA, o comprimento e a declividade do 
rio. Esses valores podem ser vistos na Tabela 2. 
 
Tabela 2: Estações Fluviométricas e informações 
Estação Rio 
Comprimento do Declividade Área Bacia Dados Distância 
Rio (km) 
Média do 
Rio (%) 
(km²) 
disponíveis 
 (km) 
Balsa do Santana Paraná 30 2 1720 552 59,37 
Porto Santo Antônio Paraná 133 1,2 1080 347 57,00 
Ponte do Vitorino Vitorino 93 1,4 554 762 71,43 
Salto Claudelino Chopim 416 0,4 1660 645 94,74 
Usina do Cavernoso Cavernoso 125 0,8 1490 657 27,07 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
Por esses critérios, e por conta da maior semelhança entre a região do Rio Chagu e a 
do Rio Cavernoso, a estação fluviométrica selecionada para regionalização foi a Usina 
Cavernoso, em que havia 56 anos de dados. Com a obtenção das vazões diárias a partir das 
correlações com a estação, foi possível obter os valores de vazão máxima e vazão média para 
o local do barramento da CGH Barra do Leão. 
Para esse trabalho serão utilizadas vazões em três diferentes cenários, com a vazão 
de pico considerando os seguintes tempos de retorno (TR): 
• Cenário 1: TR de 10 anos 
• Cenário 2: TR de 100 anos 
• Cenário 3: TR de 10.000 anos 
 
A justificativa da escolha dos cenários é que o cenário 1 tem como objetivo simular 
uma ruptura em dia de sol (sem influência da precipitação), o cenário 2 simular uma cheia 
relativamente comum de acontecer, enquanto o cenário 3 constitui a vazão utilizada para o 
dimensionamento das estruturas hidráulicas, como o vertedouro, segundo a Eletrobrás (2003). 
A análise estatística dos dados das cheiasmáximas anuais demonstrou que a melhor 
distribuição estatística para os dados disponíveis é a distribuição exponencial, uma vez que a 
assimetria dos dados é maior que 1,5 (ELETROBRÁS, 2000). Os parâmetros de distribuição e 
valores de cheias obtidos para os tempos de recorrência de 10, 100, e 10000 anos podem ser 
vistos na Tabela 3. 
43 
 
Tabela 3: Vazões máximas normais por tempo de recorrência 
Vazão Máx 
Q (m³/s) 
TR Anos 
10 173,51 
100 342,10 
10.000 679,26 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
Vale ressaltar que, como os postos fluviométricos com séries antigas não possuem 
registradores contínuos de nível d’água e as leituras de régua ocorrem apenas uma ou duas 
vezes ao dia, os valores obtidos para as vazões máximas diárias devem ser convertidos em 
valores máximos instantâneos, através do coeficiente de majoração da expressão empírica de 
Fuller (NAGHETTINI & PINTO, 2007). Para a obtenção da vazão instantânea de pico, foi 
utilizada a equação de Fuller (Equação 1), em que a correção da vazão máxima se dá pela área 
da bacia hidrográfica. O coeficiente de Fuller obtido para área da bacia na barragem foi de 
1,49, sendo então, as vazões máximas instantâneas obtidas com a utilização da vazão máxima 
normal multiplicada pelo valor do coeficiente. Esses valores podem ser vistos na Tabela 4. 
 
 
𝐹=1+2,66
𝐴𝐷0,3
 (1) 
Em que: 
F = coeficiente de majoração de Fuller (adimensional); 
AD = área de drenagem da bacia (km²). 
 
Tabela 4: Vazões máximas instantâneas por tempo de recorrência 
Vazão Máx 
Derivação Q (m³/s) TR Anos 
10 258,72 
100 510,10 
10.000 1012,85 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
Para calcular o efeito das cheias e da ruptura da barragem na área de influência da 
CGH Barra do Leão, foram utilizadas as 15 maiores cheias da bacia (Tabela 5). Os valores 
dos dias anteriores e seguintes foram coletados e distribuídos. Dessa forma, foi estimado o 
tempo de pico da cheia em 108 horas com a dissipação em 120 horas. Assim, sendo o período 
de estudo se inicia em 12 horas e segue de 24 em 24 horas até 228 horas. O hidrograma para 
44 
 
cada uma das cheias foi gerado e em seguida foram obtidos os hidrogramas de cheia para cada 
tempo de retorno (Figura 13). 
 
Tabela 5: 15 maiores cheias da bacia 
Ano Q (m³/s) 
1955 202,91 
1982 157,14 
1954 137,23 
1983 124,03 
1952 114,91 
1990 97,07 
2016 87,97 
1998 87,37 
2014 87,37 
1961 81,36 
1956 77,73 
1953 72,86 
1957 70,53 
2015 68,95 
1992 65,97 
Fonte: Elaborado pela autora (2020). 
 
Figura 13: Gráfico de hidrograma de cheia 
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
3.3 ELABORAÇÃO DO MODELO 
 
0.00
200.00
400.00
600.00
800.00
1000.00
1200.00
0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00
V
az
ão
 (
m
³/
s)
Tempo (horas)
Hidrograma de Cheia
TR 10 TR 100 TR 10.000
45 
 
3.3.1 Levantamento Topográficos e Batimétrico 
Os dados referentes aos levantamentos topográficos e topobaltimétricas foram 
realizados previamente e fornecidos pela empresa PROSENGE Projetos e Engenharia. O 
levantamento topográfico foi realizado em escala 1:10.000 e possui curvas de nível com 
intervalos de 5 metros. Também foram cedidos dados de níveis d`água advindos de 
levantamentos de campo. 
 
3.3.2 Geometria do Modelo 
Na elaboração do modelo matemático do rompimento da barragem Barra do Leão, 
utilizou-se 4 seções topobaltimétricas dispostas (Figura 14). Como não há seções suficientes 
para representar a geometria real do rio, foi gerada uma superfície no software AUTOCAD 
Civil 3d a partir das curvas de nível disponibilizadas, para a inserção de seções em toda a 
extensão do rio. Foram geradas 45 seções ao longo do trecho, conforme Figura 15. Em 
amarelo podemos ver as seções criadas enquanto em azul estão as seções batimétricas. No 
entanto, esse método não contempla a parte submersa do rio e, portanto, foi necessário 
adicionar um fundo ao rio, considerando a média do fundo das quatro seções batimétricas 
apresentadas. Após esta etapa, a superfície foi exportada para o software HEC-RAS 5.05. 
46 
 
Figura 14: Seções Batimétricas 
 
Fonte: PROSENGE Projetos e Engenharia, adaptado pela autora, 2020. 
47 
 
 
Figura 15: Superfície e seções criadas no Autocad Civil 3d 
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
48 
 
3.4 APLICAÇÃO DO MODELO HEC-RAS 
 
3.4.1 Coeficientes de rugosidade (Manning) 
No software HEC-RAS foi inserido o número de Manning para cada seção 
transversal. O valor utilizado foi de n = 0,035, que, de acordo com o livro Open-Channel 
Hydraulics, Chow (1959), que é a base também no software HEC-RAS, representa um canal 
natural, com encostas laterais um pouco irregulares, fundo uniforme, limpo e regular e com 
pouca variação na seção transversal. 
 
3.4.2 Calibração 
A calibração do modelo foi realizada a partir de 8 níveis de água distribuídos ao 
longo de todo o modelo, com intervalo variando de 502,73 a 588,70 m. Os fundos das seções 
criadas foram ajustados para que os níveis de água fossem compatíveis com os dados reais 
disponíveis. Na Tabela 6 encontram-se os níveis de água utilizados e a seção na qual eles 
estão dispostos. 
 
Tabela 6: Níveis d`água disponíveis 
Seção NA (m) 
5 502,726 
8 507,936 
11 512,865 
22 536,178 
27 567,614 
34 578,635 
40 585,390 
43 588,693 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
Foi realizada então, a simulação do trecho do rio, com a vazão média histórica 
estabelecida no estudo hidrológico de 7,55 m³/s. A figura do perfil do rio após a calibração, 
com os respectivos níveis d`água pode ser vista abaixo. 
 
49 
 
Figura 16: Perfil do Rio Chagu com os respectivos níveis d`água 
 
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
480
500
520
540
560
580
600
testee Plan: calibracao 17/11/2020 
Main Channel Distance (m)
E
le
v
a
ti
o
n
 (
m
)
Legend
EG PF 1
WS PF 1
Crit PF 1
Ground
OWS PF 1
T
o
p
o
4
T
o
p
o
3
T
o
p
o
2
T
o
p
o
1
b
a
rr
a
g
e
m
Chagu Site 1
50 
 
3.4.3 Inserção do barramento 
A Barragem do estudo possui elevação de 581,5 m, com vertedouro em 578 m e 112 
m de comprimento, de acordo com os dados do Projeto Básico fornecido pela empresa 
PROSENGE Projetos e Engenharia. O barramento inserido no modelo pode ser visualizado na 
Figura 17. 
 
Figura 17: Barramento da CGH Barra do Leão 
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
3.4.4 Geometria final do modelo 
A geometria final do modelo contou com 45 seções transversais distribuídas ao longo 
do Rio Chagu, nos 30 km mostrados na Figura 18. As seções se encontram desde uma região 
a montante do barramento e seguem por toda a extensão do rio, até a região onde está prevista 
a construção de um reservatório de outra CGH. As 45 seções criadas foram interpoladas, 
aproximadamente, a cada 150 m, totalizando 211 seções para uma melhor representação do 
trecho. 
A flecha indica o sentido do rio, que é da seção 45 para a seção 1. Na seção 28 está a 
barragem Barra do Leão, na seção 22, encontra-se a casa de força do empreendimento e nas 
seções 14 e 3 temos duas pontes, definidas como Ponte 2 e Ponte 1, respectivamente. Cabe 
evidenciar que no estudo de área inundável, identificar pontes é interessante, já que ela pode 
interferir na evacuação da população quando houver uma emergência. A casa de força 
também deve ser analisada com cuidado, uma vez que possui normalmente funcionários 
trabalhando nela, que são os mais afetados em caso de um eventual acidente. 
0 50 100 150 200 250 300 350 400
560
565
570
575
580
585
590
595
CGHBarraLeao Plan: hotstar 
 
Station (m)
E
le
v
a
ti
o
n
 (
m
)
Legend
Ground
Bank Sta
51 
 
Figura 18: Geometria final do modelo
 
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020).
Site 1
45
4443
42
41
39
37
36
35
3433
32
31
29
28
27
26
25
24
23
2120
19
18
17
16
14
13
12
10
9
87
6
5
4
3
2
1
C
h
a
gu
523.4.5 Dados das brechas de ruptura 
Para este estudo foi determinado rompimento por piping. Os parâmetros de ruptura 
foram estimados a partir da metodologia de USACE (2007), o qual define parâmetros de 
ruptura para barragens de terra, conforme mostra na Tabela 1 do capítulo de Revisão 
bibliográfica. Na tabela abaixo, apresenta-se os dados de entrada da brecha utilizados no 
modelo e na Figura 19, a imagem da formação da brecha. Também foi estipulado o tempo de 
formação de ruptura da brecha em 60 minutos, de acordo com critérios da Eletrobrás 
(ELETROBRÁS, 2003). 
 
Tabela 7: Parâmetros da brecha de ruptura 
Parâmetro Valor 
Largura do Fundo da Brecha (m) 16 
Inclinação das paredes da brecha (H:V) 0,9 
Duração da formação da brecha (horas) 1 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020).
53 
 
 
Figura 19: Brecha de ruptura 
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
54 
 
3.4.6 Condições de contorno 
As condições de contorno estabelecidas para a modelagem deste estudo foram: a 
montante foram inseridos os hidrogramas de cheias referentes aos tempos de retornos dos 
cenários propostos (10, 100 e 10,000 anos) e, a jusante utilizou-se a declividade das últimas 
seções de jusante, com o valor calculado de 0,005. 
 
3.5 CLASSIFICAÇÃO 
Para a classificação da barragem por categoria de risco e por dano potencial 
associado, foram utilizados os Quadro 4 e Quadro 5 apresentados no capítulo da Revisão 
Bibliográfica “Legislação Vigente”. 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
4.1 ÁREAS ATINGIDAS E COTA MÁXIMA 
A partir das simulações realizadas, foram obtidos os resultados para cada cenário, 
tanto na situação natural do Rio Chagu, quanto no rompimento da barragem da CGH Barra do 
leão, que serão apresentados abaixo. 
Em toda a extensão do modelo, verificou-se que não há casas atingidas em nenhum 
dos cenários simulados, porém, há estruturas como a Casa de Força da Usina e duas pontes. 
Abaixo encontra-se a Tabela 8, que mostra as cotas de proteção dessas estruturas e os níveis 
de água máximos atingidos em cada simulação. 
Tabela 8: Níveis na Casa de Força e Ponte – Natural e com rompimento da Barragem Barra do Leão 
Estrutura Condição 
Cota de Proteção 
(m) 
Níveis 
TR 10 TR 100 TR 10.000 
Casa de Força Barra do Leão 
Natural sem rompimento 
542,05 
538,90 540,50 542,57 
Com rompimento barragem 541,86 542,40 543,32 
Ponte 2 (Passagem Molhada) 
Natural sem rompimento 
 525* 
522,95 524,49 526,67 
Com rompimento barragem 525,38 526,15 527,26 
Ponte 1 (Ponte do Rio Chagu) 
Natural sem rompimento 
515* 
504,60 506,68 508,36 
Com rompimento barragem 506,90 507,67 508,89 
*Cota estimada 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
Dessa maneira, observa-se que na condição do cenário 1 (TR de 10 anos), a Casa de 
Força estaria protegida, já que sua cota é de 542,05 e no rompimento da barragem, o máximo 
que a inundação atingiria seria de 541,86. No cenário 2 (TR de 100 anos), seria atingida 
somente com o rompimento da barragem, chegando a uma cota de 542,40 e para o cenário 3 
55 
 
(TR de 10.000 anos), seria atingida em ambos os casos, com cotas de 543,32 no rompimento. 
Nesse último caso, atingiria mais de um metro acima da cota de proteção da casa de força. 
Em relação as pontes, percebe-se que a Ponte 2, mais próxima à barragem, também 
seria atingida com o rompimento para o cenário 2 (TR de 100 anos) e tanto na cheia natural 
quanto no rompimento para o cenário 3 (TR de 10.000 anos). Na Figura 20 abaixo, pode-se 
verificar uma imagem da Ponte 2 (Passagem Molhada). Nesses casos também a inundação da 
ponte também ultrapassaria 1 m, dificultando a passagem em caso de emergência. 
 
Figura 20: Ponte 2 (Passagem Molhada) 
 
Fonte: Projeto Básico CGH Barra do Leão – PROSENGE Projetos e Engenharia 
 
Já a Ponte 1, mais a jusante do barramento, em todos os cenários simulados estaria 
protegida. Com uma cota estimada de 515, estaria segura caso fosse necessária para rota de 
evacuação. Na Figura abaixo, pode-se verificar que a Ponte 1 tanto em época de seca (a) 
quanto em época de cheia (b) não é alagada, confirmando os dados apresentados. 
56 
 
 
 
Figura 21: Ponte 1 em seca (a) e cheia (b) 
 
 
Fonte: Arquivos pessoais – PROSENGE Projetos e Engenharia. 
 
4.2 MAPA DE INUNDAÇÃO 
A partir da onda de inundação, foram gerados os mapas de inundação nas cotas 
máximas atingidas, tanto para uma inundação somente pela cheia, quanto para o rompimento 
hipotético da barragem, nos três cenários propostos neste estudo. 
Na Figura 22 é possível visualizar a área de inundação pela cheia num tempo de 
retorno de 10 anos (azul claro) quanto pelo rompimento da barragem (vermelho) em todo o 
trecho do rio. 
57 
 
Figura 22: Mapa de Inundação TR 10 anos 
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
58 
 
Nota-se que a diferença na área inundada pela cheia e pelo rompimento da barragem 
não é expressiva, a justificativa para tanto está associada ao tamanho do reservatório 
caracterizado por ser um reservatório pequeno, no caso em questão, com 1,2 hm³. 
Na Figura 23, podemos visualizar as seções de interesse, que foram atingidas tanto 
pela cheia quanto pelo rompimento da barragem. Na imagem (a), temos a seção identificada 
pelo barramento, na (b), onde se encontrará a casa de força do barramento, na (c) a Ponte 2 e 
na (d) a Ponte 1. 
 
Figura 23: Inundação nas seções de interesse – TR 10 anos
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
Pode-se notar que na Ponte 2 (c), o rompimento da barragem atinge uma área mais 
significativa se comparado a cheia natural, diferente das seções que mostram a barragem (a) e 
a casa de força do barramento (b). Já na Ponte 1 (d), nota-se que a cheia natural não atinge a 
área próxima dela, enquanto no rompimento seria observado um aumento do NA nessa seção. 
Na Figura 24 é possível visualizar a área de inundação pela cheia de um tempo de 
retorno de 100 anos (azul claro) e pelo rompimento da barragem (vermelho). 
59 
 
 
Figura 24: Mapa de Inundação TR 100 anos 
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
60 
 
O resultado para este cenário foi semelhante ao cenário anterior, sendo o rompimento 
da barragem pouco expressivo se comparado à área de inundação referente a cheia natural. 
 
Figura 25: Inundação nas seções de interesse – TR 100 anos 
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
Na Figura 25, temos as inundações nas seções de interesse, (a) no barramento, (b) na 
casa de força, (c) na Ponte 2 e (d) na Ponte 1, que também se nota uma maior diferença entre 
a cheia natural e rompimento próximo às pontes. No entanto, para esse cenário, a cheia já 
estaria influenciando em áreas próximas a Ponte 1. 
Na Figura 26, apresenta-se o mapa de inundação para a TR extrema, de 10.000 anos, 
com a cheia natural (azul claro) e com o rompimento da barragem (vermelho) e na Figura 27, 
as inundações nas seções de interesse (a), (b), (c) e (d), sendo barramento, casa de força, 
Ponte 2 e Ponte 1, respectivamente. 
61 
 
Figura 26: Mapa de Inundação TR 10.000 anos 
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020).
62 
 
Nessas imagens pode-se notar novamente que o rompimento da barragem atinge 
poucas áreas além do que a cheia natural já atingiria, corroborando com os cenários 
anteriores. Assim, pode-se confirmar os critérios estabelecidos na Lei de Segurança de 
Barragens, que exige este tipo de estudo de rompimento somente para barramentos com 
reservatórios iguais ou acima de 3 hm³, já que em reservatórios pequenos, o rompimento da 
barragem não impacta de maneira muito mais significativa que a cheia natural. 
 
Figura 27: Inundação nas seções de interesse – TR 10.000 anos
 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
Apesar do entorno não possuir pessoas próximas habitando, ainda há possibilidade 
de dano material num eventual acidente que pode e deve ser evitado. Por fim, esse tipo de 
estudo pode contribuir com o Plano Diretor do município, para que não sepermita 
construções em áreas próximas a previsão de alagamento, evitando agravos maiores em casos 
extremos, como também para que se previna prejuízos maiores relacionados ao meio 
ambiente. 
 
63 
 
4.3 TEMPO DE ONDA 
Como resultado da simulação, também temos o tempo de chegada da onda em cada 
seção, o tempo de pico da mesma e o de dissipação. Esses resultados, em relação as seções de 
interesse (casa de força do barramento e pontes), estão apresentados na tabela abaixo. 
 
Tabela 9: Tempo da onda de inundação para seções de interesse 
Seção 
DB 10 anos DB 100 anos DB 10.000 anos 
Início Onda 
(h) 
Pico Onda 
(h) 
Fim da 
onda 
(h) 
Início 
Onda (h) 
Pico Onda 
(h) 
Fim da 
onda (h) 
Início Onda 
(h) 
Pico Onda 
(h) 
Fim da 
onda (h) 
Casa de 
Força 00:00 00:45 04:00 00:00 00:50 04:15 00:00 00:50 04:15 
Ponte 2 00:00 01:10 04:05 00:10 01:10 04:25 00:10 01:15 04:25 
Ponte 1 00:00 01:50 04:40 00:05 01:50 04:50 00:20 01:55 04:50 
 Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
Os valores de altura da onda (Tabela 10) são obtidos com a diferença entre a onda de 
cheia natural e do rompimento. São, ao longo do tempo utilizados para a identificação da 
profundidade da onda de enchente ao longo do trecho de jusante atingido. O tempo de 
chegada da onda em cada ponto é importante para o plano de evacuação e para o alerta da 
população sob risco na zona inundada a ser afastada em tempo hábil. 
Nesse caso do modelo, como não há população habitando na zona de risco, é 
importante principalmente para alertar as pessoas para que não se locomovam para o locam 
até que a onda seja dissipada. Nota-se que na casa de força, local em que poderia haver 
pessoas trabalhando, para o cenário 1, levaria cerca de 45 minutos para o pico da onda e 4 
horas para ela se dissipar. Os resultados para os outros cenários ficaram próximos. 
 
Tabela 10: Altura da onda para as seções de interesse 
Seção 
Altura da Onda 
DB 10 (m) DB 100 DB 10.000 
Casa de Força 2,96 1,90 0,75 
Ponte 2 2,43 1,39 0,59 
Ponte 1 2,30 0,99 0,53 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
 
4.4 CLASSIFICACÃO 
Em relação à CRI e DPA foram analisados alguns dados do barramento da CGH 
Barra do Leão, como a altura, que é de 14,9 metros, o comprimento, de 112 metros, tipo, 
64 
 
idade da barragem e vazão de projeto. Como a barragem ainda não foi construída, para 
avaliação foi considerada idade menor de 5 anos. O volume do reservatório é de 1.200.000 
m³. Os dados de tipo de fundação, vazão de projeto e volume do reservatório foram retirados 
do Projeto Básico da CGH Barra do Leão, fornecido pela empresa PROSENGE Projetos e 
Engenharia. 
Tabela 11: Resultado da CRI 
Altura (m) Comprimento 
(m) 
Tipo de 
Barragem 
quanto ao 
material de 
construção 
Tipo de 
fundação 
Idade da 
Barragem 
Vazão de 
Projeto 
Casa de 
Força 
Altura ≤ 
15m (0) 
comprimento ≤ 
200m (2) 
Terra 
homogênea 
/enrocamento / 
terra 
enrocamento 
(3) 
Rocha sã (1) < 5 anos ou > 
50 anos ou 
sem 
informação 
(4) 
CMP (Cheia 
Máxima 
Provável) ou 
Decamilenar 
(3) 
Casa de 
Força 
associada 
a 
barragem 
por meio 
de 
conduto 
forçado 
ou túnel 
(2) 
TOTAL 15 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
A classificação em relação ao risco do barramento da CGH Barra do Leão teve 
resultado 15, considerado de risco baixo. 
Em relação ao DPA, também foi necessário analisar o impacto ambiental e 
socioeconômico da região. Verificou-se que há apenas uma Reserva Particular de Patrimônio 
Nacional, conhecida como Corredor do Iguaçu, situada na fazenda Rio das Cobras, situada 84 
km do município de Rio Bonito do Iguaçu, ou seja, não está dentro da área afetada da 
barragem. Analisando o impacto socioeconômico, averiguou-se que na região há poucas 
residências ribeirinhas e algumas instalações agrícolas. 
Tabela 12: Resultado do DPA 
Volume Total do 
Reservatório (m³) 
Potencial de perdas de 
vidas humanas 
Impacto Ambiental Impacto 
Socioeconômico 
PEQUENO 
≤ a 5 milhões 
(1) 
INEXISTENTE 
(Não existem pessoas 
permanentes/residentes ou 
temporárias/transitando na 
área afetada a jusante da 
barragem) 
(0) 
SIGNIFICATIVO 
(Área afetada da 
barragem não 
representa área de 
interesse ambiental, 
áreas protegidas em 
legislação específica 
ou totalmente 
descaracterizada de 
suas condições 
BAIXO 
(Existe pequena 
concentração de 
instalações residenciais 
e comerciais, agrícolas, 
industriais ou de 
infraestrutura na área 
afetada da barragem ou 
instalações portuárias 
ou serviços de 
65 
 
naturais) 
(3) 
navegação) (4) 
Total 8 
Fonte: Elaborado pela Autora (2020). 
A classificação em relação ao DPA também foi baixa. Logo, em relação a Matriz de 
Classificação, a CGH Barra do Leão se enquadra na categoria C, que segundo a Aneel (2020), 
são barragens que apresentam categoria de risco e dano potencial médio ou baixo e que não 
apresentam anomalias existentes que comprometem a segurança da barragem. 
Cabe destacar que essa classificação foi realizada de maneira hipotética, uma vez que 
a barragem em questão, não se enquadra nos critérios da Política Nacional de Segurança de 
Barragens. No entanto, essas classificações, além de servir como um direcionamento em 
relação à segurança da barragem, servem também para regular a periodicidade de inspeção 
das barragens e revisão periódica de segurança conforme Quadro 7 e Quadro 8, quando for o 
caso. 
 
Quadro 7: Periodicidade de Inspeção de Barragens de acordo com a classe 
 Classe da Barragem 
 A B C 
Periodicidade 6 meses 1 ano 2 anos 
Fonte: ANEEL, 2015. 
 
Quadro 8: Periodicidade da Revisão Periódica de Segurança de acordo com a classe 
 Classe da Barragem 
 A B C 
Periodicidade 5 anos 7 anos 10 anos 
Fonte: ANEEL, 2015. 
 
Nesse caso, as inspeções seriam indicadas a cada 2 anos e as revisões a cada 10 anos. 
 
5 CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES 
 Com o referido trabalho, foi possível analisar o rompimento hipotético da barragem 
da CGH Barra do Leão através do modelo Dam Break pelo software HEC-RAS e comparar 
cenários em diferentes vazões, tanto para a cheia quanto para o rompimento da barragem. 
Concluiu-se que nos três cenários simulados, a eventual ruptura da estrutura não 
provoca uma elevação considerável no nível d’água. Desta maneira, os impactos são mais 
66 
 
sentidos em função da própria condição de cheia, como efeitos naturais de remanso, por 
exemplo. 
As áreas de inundação simuladas juntamente com as cotas de inundação encontradas 
mostraram que não há população em risco no local, somente estruturas, as quais já são 
afetadas pela chuva, ou seja, o rompimento da barragem não agravaria o dano causado e, 
ainda como há baixa densidade populacional no local e pouca atividade socioeconômica, um 
eventual acidente teria um baixo impacto. No entanto, ainda permanece a preocupação com o 
dano ambiental gerado nesse tipo de acidente, portanto evidencia-se a importância desses 
tipos de estudo. 
Os tempos de chegada, altura e dissipação da onda encontrados podem nortear o 
risco de estar na área inundada bem como para perceber quando seria seguro voltar ao local, 
caso necessário. As classificações indicam que a barragem é considerada de baixo risco e 
servem também como um indicativo que as entidades fiscalizadoras utilizam para definir a 
periodicidade em que devem ser feitas as inspeções e as revisões de segurança. 
Para estudos futuros, sugere-se sejam feitas análises de sensibilidade dos parâmetros 
adotados na modelagem, como o número de Manning e as dimensões da brecha de ruptura, de 
forma a verificar o impacto da variação destes no mapa de inundação gerado. Além disso, 
pode-se realizar uma simulação da cheia natural e do rompimento da barragem, considerando 
a vazão média do rio, para confirmar que pequenos reservatórios não trazem grandes 
diferenças nas áreas de inundação, se comparados esses dois cenários. Ainda, é importante

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