Projeto Barragem de Gravidade (Modulo IV)1

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<p>SOCIEDADE UNIFICADA DE ENSINO AUGUSTO MOTTA</p><p>CENTRO UNIVERSITÁRIO AUGUSTO MOTTA</p><p>CURSO ENGENHARIA</p><p>Fernanda Souza – 22107396</p><p>Henrique Cardilo – 22107715</p><p>Jane Coelho –22105292</p><p>Jorge Souza – 22105722</p><p>Lucas Silva – 22106152</p><p>Marcos Vinicius Barbosa – 22107162</p><p>Projeto apresentado ao Curso de</p><p>Engenharias do Centro Universitário</p><p>Augusto Motta, como parte dos</p><p>requisitos para a obtenção de nota</p><p>para a conclusão do Módulo IV.</p><p>Orientador: Profº. Fábio Silva</p><p>Rio de Janeiro – RJ</p><p>2023</p><p>SUMÁRIO</p><p>Pág.</p><p>Introdução .......................................................................................................................................... 03</p><p>Capítulo I</p><p>1.1 Tipos de Barragens .......................................................................................................................04</p><p>1.1.1 Barragem de Terra ....................................................................................................... 04</p><p>1.1.2 Barragem de Rejeitos ................................................................................................... 04</p><p>1.1.3 Barragem de Arco de Concreto ................................................................................... 05</p><p>1.1.4 Barragem de Concreto Estrutural Contrafortes ........................................................... 05</p><p>Capítulo II</p><p>2.1 Apresentação do objeto de Estudo (Barragem de Gravidade) ..................................................... 06</p><p>2.2 Estudos para a Construção de uma Barragem .............................................................................. 06</p><p>2.3 Escopo do projeto........................................... .............................................................................. 07</p><p>2.4 Riscos Envolvidos ........................................................................................................... ............. 07</p><p>2.5 Impactos Ambientais .................................................................................................................... 09</p><p>2.5.1 Desequilíbrio no sistema fluivial................................................................................... 09</p><p>2.5.2 Alteração no ecossistema............................................................................................... 09</p><p>2.5.3 Redução da biodiversidade............................................................................................ 09</p><p>2.5.4 Relacionamento com mudanças climáticas................................................................... 09</p><p>2.6 Regulamentações .......................................................................................................................... 10</p><p>Capítulo III</p><p>3.1 Cálculos da barragem.....................................................................................................................11</p><p>Capítulo IV</p><p>Considerações Finais............................................................................................................................20</p><p>Referências Bibliográficas...................................................................................................................21</p><p>3</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Barragens formam reservatórios de água para a sociedade e para as comunidades no entorno</p><p>delas. Elas auxiliam na geração de energia e aumentam a disponibilidade hídrica local, fazem</p><p>a contenção de cheias, evitando inundações, além de poderem contribuir para o lazer, o turismo</p><p>e a navegação.</p><p>Como a água é imprescindível para que a sociedade exerça suas atividades, é importante contar</p><p>com barragens que possam proporcionar os recursos necessários mesmo quando há poucas</p><p>chuvas no local.</p><p>Neste projeto iremos apresentar como funcionam as barragens, por que elas são tão importantes</p><p>e seus principais usos, dando ênfase a barragem de concreto tipo gravidade, que foi a barragem</p><p>escolhida pelo grupo para ser apresentada.</p><p>No início, as barragens tinham como objetivo combater a falta de água nos períodos mais secos.</p><p>Depois, com a Revolução Industrial, a necessidade delas aumentou, em razão do crescimento</p><p>da demanda de água e de energia. Com isso, as técnicas para projetar e construir as barragens</p><p>foram aprimoradas. Foi assim que apareceram as primeiras barragens de concreto.</p><p>Essas construções são estruturas físicas que conseguem represar determinado curso d’água.</p><p>Podem ser utilizadas para o acúmulo hídrico, para a geração de energia, que são as hidrelétricas</p><p>e para depositar rejeitos e resíduos.</p><p>As barragens oferecem diversos benefícios, uma vez que elas são uma forma para a produção</p><p>de energia elétrica e para o abastecimento de água, tanto para o uso da população quanto das</p><p>indústrias. Além disso, essas construções permitem a irrigação, o lazer, o turismo e a</p><p>navegação.</p><p>4</p><p>CAPÍTULO I</p><p>1.1 Tipos de Barragens</p><p>As barragens são estruturas construídas transversalmente, no meio de cursos de água,</p><p>com a finalidade de reter e armazenar vastas quantidades de água ou acomodação de outros</p><p>componentes fluidos e materiais sólidos, tais como, por exemplo, rejeitos de processos</p><p>industriais. Suas principais atribuições estão associadas a: reserva hídrica, produção de energia</p><p>elétrica, regulação de enchentes e controle de erosão.</p><p>Os tipos de represas divergem conforme sua localização específica e geográfica.</p><p>Apresentaremos a seguir os principais tipos para referência do leitor:</p><p>1.1.1 Barragem de Terra</p><p>A barragem de terra é constituída por um monte de substância argilosa, estabelecendo</p><p>uma barreira física para o fluido.</p><p>Este tipo é bastante prevalente no Brasil, onde é frequente que as represas tenham</p><p>amplas extensões; além disso, há uma grande disponibilidade de matéria-prima para tais</p><p>represas, o que simplifica sua implementação.</p><p>Essas represas ocupam um volume considerável e é imperativo exercer extrema</p><p>cautela na gestão de seu escoamento, a fim de prevenir a ocorrência de incidentes.</p><p>1.1.2 Barragem de Rejeitos</p><p>A estrutura de contenção de resíduos é considerada a opção "mais frequente e de</p><p>menor custo". Seu propósito principal é a agregação de detritos provenientes de processos</p><p>industriais. A construção dessas barragens tem como finalidade a retenção e o armazenamento</p><p>de substâncias, independentemente de sua forma ser sólida ou líquida, e desempenha um papel</p><p>crucial na disposição adequada de elementos indesejados. Na indústria de mineração, a represa</p><p>de rejeitos é empregada para o depósito de materiais não utilizados após o processo de</p><p>beneficiamento mineral.</p><p>Durante a fase inicial da criação das represas de rejeitos, ocorre a deposição de uma</p><p>"polpa de detritos", a qual permanece na represa até que as partículas sólidas se sedimentam, e</p><p>ao longo do tempo, mais detritos são acumulados nesta estrutura.</p><p>Os tipos de barragens de rejeito podem ser dividir basicamente em três e eles são:</p><p>barragem por alteamento a montante, barragem de alteamento a jusante e barragem de linha de</p><p>centro.</p><p>5</p><p>1.1.3 Barragem de Arco de Concreto</p><p>A barragem em forma de arco adquire essa designação devido à sua configuração</p><p>curvada, que desempenha um papel crucial na resistência à pressão da água. É imperativo</p><p>utilizar materiais de elevada resistência nos suportes situados nas margens a jusante da represa,</p><p>ou seja, em seus flancos, visto que é nessa área que as maiores tensões são geradas. Por esse</p><p>motivo, a construção deste tipo de represa é restringida pelas condições geográficas da</p><p>localização, sendo desejável uma maior simetria, e pelas características topográficas do terreno.</p><p>1.1.4 Barragem de Concreto Estrutural Contrafortes</p><p>Essa represa é composta por uma plataforma impermeável na parte superior, suportada</p><p>por contrafortes verticais, exercendo pressão na base que é maior do que na represa</p><p>de</p><p>gravidade. A base, nesse cenário, requer rocha de alta rigidez.</p><p>Quando comparada com as represas de gravidade, as principais vantagens incluem um</p><p>menor volume e uma pressão menor na base. No entanto, as represas com contrafortes</p><p>demandam um projeto estrutural mais complexo e a utilização de um maior número de formas</p><p>na execução.</p><p>6</p><p>CAPÍTULO II</p><p>2.1 Apresentação do objeto de Estudo (Barragem de Gravidade)</p><p>As barragens de gravidade são constituídas por uma parede de concreto que resiste</p><p>pelo próprio peso à impulsão da água e transmite as solicitações à fundação.</p><p>Uma barragem de gravidade é um tipo de estrutura de engenharia construída para reter</p><p>água ou outros líquidos. Ela é chamada de barragem de gravidade porque a força da gravidade</p><p>é a principal força que a mantém no lugar, em contraste com barragens de arco ou barragens</p><p>de contraforte, onde a forma da barragem desempenha um papel significativo na sua</p><p>estabilidade.</p><p>No princípio das construções das barragens, os materiais mais utilizados nessas eram</p><p>pedras, terra, alvenaria e madeira. Com a chegada do concreto, este passou a ser um dos</p><p>materiais de construção empregado em barragens, devido às suas características de</p><p>durabilidade, baixo custo de produção, disponibilidade de materiais e adaptação a formas.</p><p>Além disso, fatores como ciclo hidrológico, geologia entre outros, devem ser</p><p>avaliados para a definição tanto da forma quanto dos materiais que serão utilizados na</p><p>construção das estruturas de barragens.</p><p>Contemplando o que foi estudado no 4º Período de Engenheira na faculdade</p><p>UNISUAM, o tema do projeto proposto será um tipo de barragem, onde os alunos deverão</p><p>pesquisar, entender e apresentar o que foi analisado e para tal desenvolvimento é necessário</p><p>conhecimento de todas as engenharias (civil, mecânica, elétrica entre outras), para que os</p><p>cálculos e estudos transcorram de forma satisfatória.</p><p>2.2 Estudos para a Construção de uma Barragem</p><p>Estudo hidrológico e hidrográficos, porque é por meio das vazões ocorridas e</p><p>estudadas nos últimos anos, volume, área de influência de afluentes que deságuam na Bacia</p><p>Hidrográfica do açude é que se verifica se é possível ou não se construir a barragem naquele</p><p>ambiente.</p><p>Estudos geotécnicos, o plano de construção depende das condições do solo sobre o</p><p>qual a estrutura será edificada.</p><p>O estudo geotécnico do terreno: é necessário entender as características físico-</p><p>químicas pois as obras hídricas necessitam de uma qualidade favorável ao seu uso.</p><p>Estudos climáticos, pois as diversas condições climáticas podem submeter a estrutura</p><p>a diferentes esforços.</p><p>7</p><p>Legislações: para que não ocorram contratempos ou falhas no projeto é imprescindível</p><p>estar em conformidade com as leis locais.</p><p>A logística precisa ter viabilidade de entrada e saída de materiais, máquinas e</p><p>equipamentos, o escritório a ser instalada. As pessoas que irão trabalhar nesta obra precisam</p><p>estar no projeto. A logística deve considerar todos os recursos: equipamentos combustíveis,</p><p>transporte e acondicionamento de materiais, força de trabalho e suas necessidades,</p><p>manutenções entre outros.</p><p>2.3 Escopo do projeto</p><p>Objetivo do Projeto: Criar um reservatório de água para fornecimento, fazer a contenção da</p><p>água excedente nos períodos chuvosos.</p><p>Localização: Rio fictício na região noroeste do estado do Rio de janeiro</p><p>Tipo de Barragem: Barragem por gravidade</p><p>Material de Construção: Concreto</p><p>Maquete: para detalhamento do projeto estrutural da barragem, incluindo o dimensionamento</p><p>da barragem, vertedouros, fundações e estruturas auxiliares.</p><p>Segurança: Em caso de uma hipotética execução devem ser desenvolvidos um plano de ação</p><p>para redirecionamento da água durante a construção, um plano para construção da barragem,</p><p>com cronograma e planejamento logístico e planos de gerenciamento de risco.</p><p>Impacto Ambiental: Avaliação dos impactos ambientais do projeto, em caso de uma</p><p>hipotética execução, devem ser feitos planos para mitigação dos impactos e planos para a</p><p>conservação da fauna e flora locais.</p><p>Gerenciamento de riscos: Em caso de uma hipotética construção, devem ser feitos planos de</p><p>monitoramento e manutenção: plano de monitoramento contínuo e manutenção para garantir</p><p>a segurança e eficiência da barragem após sua conclusão.</p><p>2.4 Riscos envolvidos</p><p>- Desgaste: A estrutura da barragem pode sofrer desgaste com o tempo, devido à corrosão,</p><p>erosão e outros fatores, o que pode levar à necessidade de reparos ou substituições caras.</p><p>- Colapso estrutural: O colapso de uma barragem pode resultar em inundações que causam</p><p>mortes e danos significativos à propriedade e ao meio ambiente. Esse risco está associado a</p><p>problemas de projeto, construção e manutenção inadequados.</p><p>8</p><p>- Geológico ou geotécnico: Problemas como liquefação, erosão, deslizamentos de terra,</p><p>terremotos ou atividade geotécnica significativa podem comprometer a estabilidade da</p><p>barragem</p><p>- Sedimentação: Com o tempo, as barragens podem acumular sedimentos, o que reduz a</p><p>capacidade de armazenamento de água e pode afetar a operação e a eficácia da barragem.</p><p>- Hidrológico: Mudanças nas condições hidrológicas, como chuvas intensas, enchentes e secas</p><p>prolongadas, podem sobrecarregar uma barragem ou reduzir sua capacidade de</p><p>armazenamento, levando a inundações ou escassez de água.</p><p>- Mudanças climáticas: As mudanças climáticas podem afetar os padrões de precipitação de</p><p>maneira acentuada e, por consequência, o nível dos corpos d'água, o que, por sua vez, pode</p><p>impactar a operação e segurança das barragens.</p><p>- Poluição: A contaminação da água armazenada na barragem por esgoto, lixo, produtos</p><p>químicos ou resíduos industriais representa um risco para a qualidade da água e para os</p><p>ecossistemas aquáticos os consumidores.</p><p>- Ambiental: A construção de barragens frequentemente tem impactos ambientais</p><p>significativos, incluindo a alteração de ecossistemas aquáticos, perda de habitat, interrupção</p><p>das rotas de migração de peixes e modificação dos regimes de sedimentos nos rios.</p><p>- Social: Projetos de barragem podem causar o deslocamento forçado de comunidades locais,</p><p>afetando negativamente sua qualidade de vida e bem-estar social.</p><p>- Evacuação: Barragens muitas vezes estão localizadas em áreas habitadas, e a evacuação de</p><p>comunidades em caso de ameaça de colapso da barragem é complexa e arriscada. A falta de</p><p>planejamento adequado pode resultar em perdas humanas.</p><p>- Mudanças regulatórias: Mudanças nas regulamentações de segurança e ambientais podem</p><p>impactar os requisitos operacionais e de manutenção das barragens.</p><p>- Econômico: Projetos de barragem podem ser caros e demorados. Custos inesperados durante</p><p>a construção, manutenção e reparos futuros podem afetar negativamente a viabilidade</p><p>econômica do projeto.</p><p>- Corrupção: Grandes projetos de infraestrutura, como barragens, podem estar sujeitos a</p><p>práticas corruptas que aumentam os custos, comprometem a qualidade da construção e minam</p><p>a transparência.</p><p>9</p><p>Para mitigar esses riscos, é fundamental a implementação de boas práticas de engenharia,</p><p>monitoramento constante da barragem, manutenção adequada e regulamentação rigorosa.</p><p>Além disso, é importante realizar estudos de impacto ambiental e social, envolver a</p><p>comunidade local e estar preparado para responder a emergências, caso ocorram.</p><p>2.5 Impactos Ambientais</p><p>2.5.1 Desequilíbrio no sistema fluvial</p><p>“Rios que exibem evidências de ajustabilidade e estabilidade são os que mantém a condição</p><p>de equilíbrio entre erosão e deposição como ocorre com rios maduros.” ( Impactos</p><p>Ambientais a Jusante de Hidrelétricas o Caso da Usina de Tucuruí, PA Waleska Valença</p><p>Manyari Dezembro/2007). De acordo com a Doutora Manyari, uma barragem pode provocar</p><p>uma perturbação na proporção entre erosão da superfície</p><p>do canal e deposição de sedimentos</p><p>carregados pelo fluxo de água, podendo, guardadas as devidas proporções, provocar</p><p>alterações nas margens e ilhas que fazem parte do percurso do rio ou até mesmo na forma do</p><p>canal.</p><p>2.5.2 Alteração do ecossistema</p><p>Devido ao bloqueio da água a vida a jusante sofre um considerável impacto, tanto os</p><p>ecossistemas como as populações.</p><p>Ecossistemas a jusante não dependem apenas da água, mas também dos sedimentos, e ambos</p><p>são bloqueados pelas grandes barragens. Como o material sólido se acumula no reservatório,</p><p>as terras a jusante ficam menos férteis. O fluxo da água transporta sedimentos que alimentam</p><p>os peixes e a flora ao longo do rio, por tanto, o bloqueio altera a qualidade da água e, por</p><p>consequência, o ecossistema.</p><p>2.5.3 Redução da biodiversidade</p><p>Muitas espécies de peixe dependem da condição de mobilidade com liberdade em um rio,</p><p>seja para a busca pelos alimentos, ou para o retorno aos locais de seus nascimentos. Espécies</p><p>migratórias são severamente afetadas pela presença de barragens.</p><p>2.5.4 Relacionamento com mudanças climáticas</p><p>Quando os reservatórios são enchidos, as florestas a montante são inundadas, eliminando,</p><p>portanto, sua função de “sumidouros” de carbono. A medida em que a vegetação afogada se</p><p>decompõe, a massa vegetal em decomposição nos reservatórios libera metano. Mudanças</p><p>climáticas causam estiagens mais frequentes e prolongadas que significa que as barragens</p><p>10</p><p>captarão menos água, resultando em uma menor capacidade de provimento e produção de</p><p>energia.</p><p>2.6 Regulamentações</p><p>No Brasil, a construção de uma barragem é regulamentada por leis federais que</p><p>constituem os requisitos legais e as diretrizes para o projeto, construção, operação, manutenção</p><p>e segurança das barragens. Algumas das principais demarcações legais incluem:</p><p>- Lei nº 12.334/2010: Institui a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) e</p><p>estabelece os princípios e diretrizes gerais para a segurança de barragens no país. Essa lei define</p><p>os critérios de classificação das barragens, estabelece as responsabilidades dos empreendedores</p><p>e dos órgãos fiscalizadores, e prevê a obrigatoriedade de planos de segurança de barragens.</p><p>- Lei nº 9.433/1997: Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos e estabelece o Sistema</p><p>Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos (Singreh). Essa lei estabelece a necessidade</p><p>de outorga para uso de recursos hídricos, incluindo a construção de barragens, e define os</p><p>princípios e instrumentos para a gestão integrada dos recursos hídricos.</p><p>- Lei nº 9.984/2000: Cria a Agência Nacional de Águas (ANA) como entidade responsável pela</p><p>implementação da PNSB e pela regulação e fiscalização dos recursos hídricos no país. A ANA</p><p>tem competência para estabelecer normas técnicas, emir outorgas e acompanhar a segurança</p><p>das barragens.</p><p>Inclusive, além dessas leis, temos resoluções, portarias e normas técnicas específicas</p><p>que complementam a legislação e estabelecem instruções mais detalhadas para a construção e</p><p>operação de barragens, como a Resolução nº 143/2012 da ANA, que estabelece critérios para</p><p>o enchimento de reservatórios de barragens.</p><p>É importante ressaltar que as leis e regulamentos podem variar ao longo do tempo e é</p><p>fundamental consultar a legislação atualizada e as normas técnicas aplicáveis para obter as</p><p>informações mais precisas e atualizadas sobre a construção de barragens.</p><p>11</p><p>CAPÍTULO III</p><p>3.1 CÁLCULOS DA BARRAGEM</p><p>Fp = força peso</p><p>Ph = pressão hidrostática</p><p>Fh = força hidrostática</p><p>U = subpressão</p><p>Peso específico água = 1000 𝑘𝑔/𝑚3</p><p>Peso específico concreto = 2400 𝑘𝑔/𝑚3</p><p>Dados:</p><p>Peso Força peso</p><p>m1 = 1152000 kg FP1 = 11520 kN</p><p>m2 = 1185600 kg FP2 = 11856 kN</p><p>m3 = 173200 kg FP3 = 1732 kN</p><p>𝛴 FP = 25108 kN</p><p>Empuxo Subpressão Tombamento</p><p>Fh1 = 7220 kN U1 = 3420 kN A.P = Fs = 1,82</p><p>Fh2 = 2000 kN U2 = 7600 kN A.A = 12,16 < 19,17 < 25,33</p><p>𝛴 Fh = 9220 kN 𝛴 U = 11020 kN</p><p>2m</p><p>38m</p><p>12m 26m</p><p>Fp1</p><p>Fp2</p><p>Fp3</p><p>17,32m</p><p>Fh2</p><p>Fh1</p><p>U2</p><p>U1</p><p>20m</p><p>12</p><p>Análise principal:</p><p>1º Peso: Carga Concentrada a partir do centroide</p><p>2º Empuxo</p><p>● Montante</p><p>● Jusante</p><p>3º Abalos Sísmicos</p><p>3% de acréscimo ou perda de peso da estrutura dependendo da aceleração considerada.</p><p>4º Subpressão</p><p>● Percolação do solo</p><p>OBS: Em caso de existência de galeria de drenagem, a redução de pressão observada em</p><p>barragens existentes foi de 40 a 60% (SCHREBER, 1977)</p><p>5º Esforço provocado por ondas do reservatório</p><p>*Considerar maior reta possível e altura das ondas (SCHREBER, 1977)</p><p>6º Empuxo provocado por material decantado</p><p>*Acúmulo de lodo em barragens pequenas deve ser considerado (SCHREBER, 1977)</p><p>Na falta de dados exatos aconselha-se tratar o lado como suspensão</p><p>● Peso específico 1300 kg/𝑚3 = 𝑓𝑠</p><p>● Altura 10% da barragem</p><p>● Empuxo a ⅓ da altura do lado</p><p>Utilizar fórmula:</p><p>𝐸𝑠 =</p><p>𝑓𝑠. ℎ𝑠</p><p>2</p><p>2</p><p>. (1 − 𝑠𝑒𝑛𝜙)</p><p>𝑓𝑠 = Peso específico</p><p>𝜙 =Ângulo de atrito interno (ângulo sugerido 30º)</p><p>7º Pressão proveniente de gelo – Caso haja a necessidade.</p><p>13</p><p>1º PESO</p><p>Concreto: 2400 𝑘𝑔/𝑚3 (SCHREBER, 1977)</p><p>Gravidade: 10 𝑚/𝑠2</p><p>DADOS:</p><p>Fp = Força Peso</p><p>m = massa Análise de seção de 1m</p><p>V = Volume</p><p>𝜌 = Peso específico</p><p>𝜌á𝑔𝑢𝑎 = 1000 𝑘𝑔/𝑚3 ; 𝜌𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜 = 2400 𝑘𝑔/𝑚3</p><p>𝑚 = 𝑉. 𝜌 𝐹𝑝 = 𝑚. 𝑔</p><p>𝑚1 = [𝑏. ℎ. 𝑙] . 𝜌𝑐 = [12.40.1] . 2400 𝑘𝑔/𝑚3 = 1152000 𝑘𝑔</p><p>𝑓𝑝1 = 1152000 . 10 = 11520000 𝑁 = 11520 𝑘𝑁</p><p>𝑚2 = [</p><p>𝑏. ℎ</p><p>2</p><p>. 𝑙] . 𝜌𝑐 = [</p><p>26.38</p><p>2</p><p>. 1] . 2400</p><p>𝑚2 = 494 . 2400 = 1185600 𝑘𝑔</p><p>𝑓𝑝2 = 1185600 . 10 = 11856000 𝑁 = 11856 𝑘𝑁</p><p>𝑚3 = [</p><p>𝑏. ℎ</p><p>2</p><p>. 𝑙] . 𝜌𝑎 = [</p><p>17,32 . 20</p><p>2</p><p>. 1] . 1000</p><p>𝑚3 = 173,2 . 1000 = 173200 𝑘𝑔</p><p>𝑓𝑝2 = 173200 . 10 = 1732000 𝑁 = 1732 𝑘𝑁</p><p>2m</p><p>38m</p><p>12m 26m</p><p>Fp1</p><p>Fp2</p><p>Fp3</p><p>17,32m</p><p>20m</p><p>superfície</p><p>água</p><p>superfície</p><p>água</p><p>14</p><p>2º EMPUXO</p><p>𝑃ℎ = 𝜌𝑎 . 𝑔 . ℎ 𝐹ℎ =</p><p>𝑃ℎ .ℎ</p><p>2</p><p>. 𝑙</p><p>𝑃ℎ1 = 1000 . 10 . 38 = 380 𝑘𝑁</p><p>𝐹ℎ1 =</p><p>380 . 38</p><p>2</p><p>. 1 = 7220 𝑘𝑁</p><p>𝑃ℎ2 = 1000 . 10 . 20 = 200 𝑘𝑁</p><p>𝐹ℎ2 =</p><p>200 . 20</p><p>2</p><p>. 1 = 2000 𝑘𝑁</p><p>superfície</p><p>água</p><p>superfície</p><p>água</p><p>Fh2</p><p>Fh1</p><p>15</p><p>4º SUBPRESSÃO</p><p>𝑈2 = 𝑃ℎ2 . 𝐵 . 𝑙</p><p>𝑈2 = 200 .38 . 1 = 7600 𝑘𝑁</p><p>𝑈1 =</p><p>(𝑃ℎ1 − 𝑃ℎ2 )</p><p>2</p><p>𝐵 . 𝑙</p><p>𝑈1 =</p><p>(380 − 200 )</p><p>2</p><p>38 . 1 = 3420 𝑘𝑁</p><p>superfície</p><p>água</p><p>superfície</p><p>água</p><p>Ph1</p><p>Ph2 U2</p><p>U1</p><p>16</p><p>6º EMPUXO PROVOCADO POR MATERIAL DECANTADO</p><p>𝜌𝑑 = 1300 𝑘𝑔/𝑚3</p><p>𝐸𝑠 =</p><p>𝜌𝑑 . ℎ𝑠</p><p>2</p><p>2</p><p>. (1 − 𝑠𝑒𝑛 30°)</p><p>𝐸𝑠 =</p><p>1300 . 42</p><p>2</p><p>. (1 − 0,5) =</p><p>1300 . 16</p><p>2</p><p>. 0,5 = 5200</p><p>Conforme artigo: Roteiro de cálculo com auxílio de planilha eletrônica para análise de</p><p>estabilidade em barragens de concreto por gravidade. De: BRUNO KETZER e ALMIR</p><p>SCHAFFER</p><p>h</p><p>t</p><p>1</p><p>0</p><p>%</p><p>h</p><p>=</p><p>h</p><p>s</p><p>17</p><p>TOMBAMENTO</p><p>Fs = Fator de segurança</p><p>Fs min = 1,5</p><p>Análise</p><p>𝐹𝑠 =</p><p>𝛴 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠</p><p>𝛴 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑜𝑚𝑏𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜</p><p>𝐹𝑠 =</p><p>𝐹𝑝1 + 𝐹𝑝2 + 𝐹𝑝3 + 𝐹ℎ2</p><p>𝐹ℎ1 + 𝑈2 + 𝑈1</p><p>𝐹𝑠 =</p><p>11520. (32) + 11856. (</p><p>2</p><p>3 . 26) + 1732. (</p><p>1</p><p>3 . 17,32) + 2000. (</p><p>1</p><p>3 . 20)</p><p>7220. (</p><p>1</p><p>3 . 38) + 7600. (</p><p>1</p><p>3 . 38) + 3420. (</p><p>2</p><p>3 . 38)</p><p>𝐹𝑠 =</p><p>368640 + 205504 + 9999,41 + 13333,33</p><p>91453,33 + 144400 +</p><p>86640</p><p>𝐹𝑠 =</p><p>597476,74</p><p>322493,33</p><p>= 1,85</p><p>𝑥 =</p><p>𝑀 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒</p><p>𝛴 𝑓𝑜𝑟ç𝑎𝑠 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑖𝑠</p><p>𝑥 =</p><p>597476,74 − 322493,33</p><p>(11520 + 11856 + 1732) − (3420 + 7600)</p><p>𝑥 =</p><p>274983,41</p><p>14008</p><p>= 19,52 𝑚</p><p>Fp1</p><p>Fp2</p><p>Fp3</p><p>Fh2</p><p>Fh1</p><p>U2 U1</p><p>18</p><p>*Forças verticais = força peso e força sob pressão</p><p>1𝐵</p><p>3</p><p>≤ 𝑋 ≤</p><p>2𝐵</p><p>3</p><p>1</p><p>3</p><p>. 38 = 12,66</p><p>2</p><p>3</p><p>. 38 = 25,33</p><p>12,66 ≤ 19,17 ≤ 25,33</p><p>Momento de inércia</p><p>O momento será calculado considerando duas figuras geométricas conhecidas que compõe a</p><p>seção transversal da barragem, o retângulo será figura 1 e o triangulo será a figura 2.</p><p>Figuras A(área) dx dy Adx² Ady² Īx Īy</p><p>1 480 20 6 192000 17280 64000 5760</p><p>2 494 12,66 20,66 79176 210856 39630 18552</p><p>Σ 974 271176 228137 103630 24312</p><p>𝐴1 = 12 × 40 = 480</p><p>𝐴2 =</p><p>26 × 38</p><p>2</p><p>= 494</p><p>Īx1 =</p><p>𝑏.ℎ3</p><p>12</p><p>=</p><p>12×403</p><p>12</p><p>= 64000 Īy1 =</p><p>𝑏.ℎ3</p><p>12</p><p>=</p><p>40×123</p><p>12</p><p>= 5760</p><p>19</p><p>Īx2 =</p><p>𝑏.ℎ3</p><p>36</p><p>=</p><p>26×383</p><p>36</p><p>= 39630 Īy2 =</p><p>𝑏.ℎ3</p><p>36</p><p>=</p><p>38×263</p><p>36</p><p>= 18552</p><p>Īx = Σ Īx + Σ Adx² = 103630 + 271176 = 374806 m4</p><p>Īx = Σ Īy + Σ Ady² = 24312 + 228137 = 252449 m4</p><p>𝐾𝑥 = √</p><p>374806</p><p>974</p><p>= 19,61𝑚</p><p>𝐾𝑥 = √</p><p>25449</p><p>974</p><p>= 16,09 𝑚</p><p>FLUTUAÇÃO</p><p>𝐹𝑠 =</p><p>𝛴 𝐹𝑜𝑟ç𝑎𝑠 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑖𝑠(𝑝𝑒𝑠𝑜)</p><p>𝛴 𝐹𝑜𝑟ç𝑎𝑠 𝑠𝑢𝑏𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜</p><p>𝐹𝑠 =</p><p>11520+11856+1732</p><p>7600+3420</p><p>=</p><p>25108</p><p>11020</p><p>= 2,27</p><p>𝐹𝑠 > 1,3</p><p>Flutuação - Fs = 1,3</p><p>DESLIZAMENTO</p><p>Fator de atrito = 0,75</p><p>𝐹𝑠 =</p><p>𝜇 (𝛴 𝐹𝑝 − 𝛴 𝑈)</p><p>𝛴 𝐹ℎ</p><p>𝐹𝑠 =</p><p>0,75{(11520+11856+1732) − (3420+7600)}</p><p>7220 − 2000</p><p>𝐹𝑠 =</p><p>10566</p><p>5220</p><p>= 2,02</p><p>𝐹𝑠 > 1</p><p>Deslizante - Fs = 1</p><p>20</p><p>CAPÍTULO IV</p><p>CONSIDERAÇÕES FINAIS</p><p>Barragem de concreto por gravidade oferecem muitos benefícios para sociedade e</p><p>alguns malefícios, tanto para sociedade quanto para o meio ambiente, que podem e devem ser</p><p>considerados, acompanhados e mitigados, para que possamos tomar as barragens como um</p><p>recurso de engenharia viável e sustentável.</p><p>As barragens de concreto, quando bem projetadas, se destacam em relação a</p><p>estabilidade, durabilidade e segurança ambiental, e demonstram grande capacidade de</p><p>suportar cargas e pressões hidrostáticas.</p><p>Sua construção em concreto permite que ela seja moldada da maneira que o</p><p>projetista julgar apropriado e o próprio peso da barragem proporciona a resistência</p><p>necessária, minimizando a necessidade de elementos de suporte adicionais.</p><p>O material proporciona versatilidade e durabilidade, mas exige um projeto de alto</p><p>rigor no tocante à cálculos e reações físico-químicas e manutenções periódicas.</p><p>Os riscos associados a falhas no projeto ou construção de uma barragem são altos,</p><p>podendo resultar em catástrofes para o meio ambiente e/ou para as comunidades no entorno.</p><p>Encerramos este projeto com um significativo avanço no conhecimento de recursos</p><p>científicos para a concepção de construtos de diversas magnitudes e aplicações, entendo o</p><p>risco e a responsabilidade envolvidas em projetos de tal importância.</p><p>21</p><p>REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS</p><p>Artigo: Roteiro de cálculo com auxílio de planilha eletrônica para análise de estabilidade em</p><p>barragens de concreto por gravidade. Bruno Ketzer & Almir Schäffer</p><p>Usinas Hidrelétricas. Schreiber 1977</p><p>Impactos Ambientais a Jusante de Hidrelétricas o Caso da Usina de Tucuruí, PA Waleska</p><p>Valença Manyari Dezembro/2007</p><p>https://infosaofrancisco.canoadetolda.org.br</p><p>Imagem dos tipos de barragens:</p><p>https://dspace.unila.edu.br/bitstream/handle/123456789/3367/TRABALHO%20FINAL%20D</p><p>E%20CURSO%20-%20LUIS%20SUCAPUCA%20%282016-</p><p>SEMESTRE_II%29.pdf?sequence=3&isAllowed=y</p><p>https://infosaofrancisco.canoadetolda.org.br/</p><p>https://dspace.unila.edu.br/bitstream/handle/123456789/3367/TRABALHO%20FINAL%20DE%20CURSO%20-%20LUIS%20SUCAPUCA%20%282016-SEMESTRE_II%29.pdf?sequence=3&isAllowed=y</p><p>https://dspace.unila.edu.br/bitstream/handle/123456789/3367/TRABALHO%20FINAL%20DE%20CURSO%20-%20LUIS%20SUCAPUCA%20%282016-SEMESTRE_II%29.pdf?sequence=3&isAllowed=y</p><p>https://dspace.unila.edu.br/bitstream/handle/123456789/3367/TRABALHO%20FINAL%20DE%20CURSO%20-%20LUIS%20SUCAPUCA%20%282016-SEMESTRE_II%29.pdf?sequence=3&isAllowed=y</p>