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UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E ENGENHARIAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL BARRAGENS LUIS CARLOS SILVA DE SOUSA - 202140604028 NATHACIA KELLY DA SILVA SAMPAIO - 202140604027 WIVIANE CRISTINA SILVA REIS - 202140604029 ESTUDO DE CASO SOBRE O ROMPIMENTO DA BARRAGEM DE ALGODÃO - PIAUÍ MARABÁ - PA 2025 LUIS CARLOS SILVA DE SOUSA - 202140604028 NATHACIA KELLY DA SILVA SAMPAIO - 202140604027 WIVIANE CRISTINA SILVA REIS - 202140604029 ESTUDO DE CASO SOBRE O ROMPIMENTO DA BARRAGEM DE ALGODÃO DO PIAUÍ Estudo de caso referente à disciplina de Barragens como nota de avaliação para o oitavo semestre, para a Faculdade de Engenharia Civil do Instituto de Geociências e Engenharias da Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará, em Bacharel em Engenharia Civil. Docente: Rafaela Nazareth Pinheiro De Oliveira Silveira MARABÁ - PA 2025 1. INTRODUÇÃO Em 1953 iniciou-se os estudos para implantação de uma barragem localizada a 4 km do município de Cocal, situada na microrregião litoral piauiense a aproximadamente 268 km de distância de Teresina – PI (SAMPAIO, 2014). A obra de construção da barragem Algodão, foi executada pela construtora Getel e supervisionada pelo engenheiro Luiz Hernane de Carvalho, custando um valor de 51 milhões de reais. A origem do nome da barragem se deu devido ao povoado de Algodões que pretendia utilizá-la para irrigação, abastecimento das cidades vizinhas, piscicultura e controlar as cheias em períodos de aumento dos níveis da água (GARCIA, 2014). A barragem Algodões é um projeto de propriedade do Departamento Nacional de Obras Contas Secas (DNOCS) que foi criado para eternizar o rio Piranji considerando que é um rio federal nascido no estado do Ceará com deságue no rio Parnaíba no estado do Piauí, esta obra teve apoio dos recursos de convênio entre o Governo do Estado do Piauí e o Governo Federal por meio da Companhia de Desenvolvimento do Piauí (COMDEPI) (SAMPAIO, 2014). As causas do rompimento da barragem de acordo com os laudos emitidos pela comissão técnica junto ao CREA-PI foi que o projeto não previu a instabilidade das ombreiras, não foi devidamente supervisionado pelos órgãos responsáveis e o levantamento da parede do reservatório não estava sobre uma estrutura de fundação ideal (GARCIA, 2014). Antes de ocorrer o rompimento da barragem, o governo do estado tinha sido informado sobre as fissuras expostas na parede da barragem, mas teve falta do poder público nas obrigações de gerenciamento, conservação da obra e manutenção, facilitando assim que somente o engenheiro responsável pela obra avaliasse afirmando que não teria nenhum problema, o que resultou na baixa importância ao problema na estrutura (GARCIA, 2014). Em 27 de maio de 2009 houve a ruptura da barragem Algodões logo depois de uma chuva de 106 mm com duração de 4 horas, cerca de 52 milhões de litros de água seguiu para o povoado denominado Franco e depois atingido os povoados vizinhos como Boiba, Boa Vista, Cruizinha entre outras, atingindo aproximadamente 3.000 pessoas e matando aproximadamente 30 mil animais (GARCIA, 2014). De acordo com Sampaio (2014), o rompimento da barragem ocorreu devido a inúmeros fatores como o sangradouro da barragem sofrendo obstrução devido ao frequente deslizamento do material natural da encosta, aumento de precipitação, rompimento das placas de concreto que davam suporte a proteção do maciço de terra e a erosão da parte maciça da seção. 2. DESENVOLVIMENTO 2.1. Tipo de Seção Típica e Identificação dos materiais de Vedação e Drenagem A barragem Algodões possuía o maciço de solo homogêneo com seção trapezoidal, executado com material sílico-argiloso compactado como material de vedação. O sistema de drenagem interna foi elaborado para conter a percolação do maciço, sendo integrado ao Rock- fill e o filtro vertical através de um tapete drenante de material arenoso (SAMPAIO, 2014). Uma barragem é considerada homogênea quando há predominância de um único material em sua composição, mesmo contendo elementos diversificados como filtro e rip-rap que são formados com outros materiais (DORTA, 2023). Deve ser executada uma estrutura de vedação a montante da barragem, com um material de zona de baixa permeabilidade, tendo o objetivo de reduzir e controlar o fluxo de água pelo interior do maciço. O fluxo da água deve ser captado pelo sistema de drenagem a jusante e direcionado para fora do maciço da barragem de forma segura (ARAÚJO, 2021). A barragem possuía uma extensão pelo coroamento de 378,0 m e 8,0 m de largura, com a cota de coroamento de 325 m, assentada sobre uma fundação estável com altura máxima acima da fundação de 47,10 m e altura máxima com fundação 50,10 m, com cut-off escavado a montante até atingir o arenito compacto, a partir do eixo do barramento até o off-set (SAMPAIO, 2014). 2.2. Projetos Os projetos técnicos da barragem não foram encontrados, possivelmente por serem materiais restritos, desta forma estão expostas figuras encontradas no material de Mello et al. (2021) que ilustra uma das suas seções transversais (Figura 1) e planta baixa da barragem (Figura 2). Figura 1. Seção tipo do maciço da barragem entre estacas 13+00 e 15+15 (Desenho CEC, sem data). Fonte: MELLO; et al., 2021. Figura 2. Planta da barragem de Algodões I (Desenho CEC, sem data). Fonte: MELLO; et al., 2021. 2.3. Aspectos técnicos e dos materiais de construção Após o estudo geológico houve a execução da fundação da barragem, em primeiro âmbito houve a remoção dos solos humosos, matacões, areias e siltes inconsolidados e camadas de solos compressíveis. Em seguida houve a regularização e compactação do solo, para poder receber a primeira camada de material do maciço (corpo da barragem) (SAMPAIO, 2014). Entre a fundação e o núcleo, foi executada uma trincheira de vedação do tipo cut-off, até atingir rocha sã constituída por arenito compacto. Nas partes que apresentavam rochas alteradas foi desenvolvido o tratamento localizado das irregularidades, injetando concreto com uma camada de 5 a 7 cm para a regularização de toda a extensão do núcleo (SAMPAIO, 2014). Na construção do corpo da barragem (maciço), introduziu-se material arenoso para os filtros verticais e horizontais, sendo lançado e espalhado com espessuras pré-determinadas no projeto tendo a correção da umidade e compactação. Na zona de transição entre o núcleo e o maciço, foi utilizada areia fina adensada existente no leito principal do rio (SAMPAIO, 2014). Nas zonas de enrocamento foram empregadas rochas provenientes das escavações e de pedreiras selecionadas, seguindo as especificações de projeto referente ao tipo, tamanho da britagem, etc. A deposição destes materiais foi feita sobre os taludes (faces com decaimento) e/ou no pé da barragem que é o ponto mais baixo (SAMPAIO, 2014). O lançamento das camadas de solo argiloso para a execução do maciço, foi feito em camadas horizontais e depositadas em faixas paralelas ao eixo da barragem, tendo uma espessura de 25 cm de material solto, com o intermédio de cruzetas para o controle lateral das espessuras da camada. No lançamento do material foi considerado a umidade ótima do Proctor Normal, tendo uma faixa de tolerância de 2% para baixo até 0,5% para cima da ótima. As camadas que se encontravam com umidade fora destes limites eram abertas sendo submetidas à hidratação (molhar a camada) ou secagem, antes da compactação (SAMPAIO, 2014). Na etapa de compactação, os locais com acesso limitado foram utilizados o sapo mecânico ou pneumático, já os locais de fácil acesso a compactação do aterro foi feita com 10 passadas do rolo de patas (velocidade ≤ 5 km/h). Já os materiais dos filtros (areias de granulometria aproximadamente contínua) tiveram seu adensamentopor vibração através de tratores de esteira, em camadas de 50 cm ou mais (SAMPAIO, 2014) A barragem possuía um sangradouro de canal escavado na cota 319,00 m e um vertedouro em perfil Creager com largura de 120,00 m com um paramento de montante vertical de 1,00 m de largura que desaguava em um canal lateral revestido em concreto seguindo para um canal escavado em solo natural. O canal lateral de concreto tinha o mesmo comprimento do vertedouro com seção trapezoidal e com laje de espessura 0,50 m. Também foi construído um muro frontal (Figura 3), para limitar a seção inicial do canal e direcionar as águas de sangria para dentro do canal, foram implantadas placas de concreto como proteção ao aterro da barragem (SAMPAIO, 2014). Figura 3. Seção tipo do muro de apoio da barragem (Desenho CEC, sem data). Fonte: MELLO; et al., 2021. 2.4. Relato Técnico do Acidente Geotécnico, com apontamento de possíveis causas. O colapso da barragem ocorreu devido a uma série de problemas ao longo de sua construção e também na fase de funcionamento. Desse modo, será contextualizado as séries de divergências que ocorreram dentro deste período. Durante o período de construção, o Tribunal de Contas da União multou a direção do IDEPE devido a problemas no andamento do projeto da barragem, porém logo após as obras continuaram e a barragem foi inaugurada. Após inaugurada, a obra continuou apresentando patologias como fissuras na parede e deslizamentos. O autor Garcia (2014), destacou a ausência do poder público para tentar reverter essas séries de problemas que estavam ocorrendo. Sampaio (2014), também fez um estudo aprofundado do desastre para entender as causas do ocorrido. Durante seu estudo o autor detectou obstruções nos drenos superficiais do talude da jusante, falha de execução da compactação na região do maciço próxima às placas de concreto com contrafortes. Houve também deslizamentos no talude do canal ao lado da encosta da ombreira, com deslizamento de massa, solo e pedra, para dentro do canal do sangradouro, porém no mesmo ano contrataram uma empresa para realizar a estabilidade do talude. Em 2000 o deslizamento de massa e solo se agravou novamente causando a obstrução parcial do sangradouro. Em 2009 o Governo do Estado de Piauí contratou uma empresa para projetos de recuperação da barragem, porém começaram a acontecer fortes chuvas aumentando as erosões e agravando o deslizamento de massa do talude, o que ocasionou na obstrução total do sangradouro. Com as chuvas, aumentou o nível de água no reservatório, ocorrendo a passagem pelo vertedouro, onde a lâmina d’água acabou fazendo um “caminho” junto ao muro de contenção, fazendo com que ocorresse o rompimento das placas de concreto. Após essa série de problemas ocorreu o rompimento da barragem. “A área da região da barragem Algodões I manifestou-se como altamente suscetível a processos de movimentação de massa, devido à dinâmica superficial das encostas (SAMPAIO, 2014 p.54)”. Afirmando a falha do estudo geológico do local, o autor ainda relata que o movimento de massa ocorreu nas duas ombreiras da barragem de formas diferentes. Um outro fator que o autor Garcia (2014) destacou foi que a fundação da barragem não estava em cota ideal, pois quando foi feita a instalação do dispositivo de monitoramento catofe detectou que o material não apresentava resistência suficiente para suportar a obra. Segundo o laudo emitido pelo Conselho Regional de Engenharia e Agronomia do estado do Piauí (CREA-PI),2014 o rompimento da barragem ocorreu devido a: ● Falhas de projeto; ● Ausência do poder público para atividades de manutenção e conservação da obra; ● Afundamento da barragem; ● No projeto de revisão do sangradouro não foi implementado in “totum”; ● Mal dimensionamento devido a falta de estudo geológico do local. 2.5. Ruptura ligada a percolação, estabilidade de taludes ou deformação A barragem Algodões apresentou um processo de movimentação de massa devido ao impacto superficial na encosta da barragem, este fenômeno ocorreu nas ombreiras da barragem de forma diferente, na ombreira esquerda surgiu água à jusante da barragem logo após o início de funcionamento, foi feito estudos geofísicos no final do ano 2000 e em 2001 foi executado furos de drenagem e enrocamento para deixar o talude mais estável na encosta, ou seja, drenaram a área para diminuir a vazão das urgências (SAMPAIO, 2014). Na ombreira direita manifestou-se logo no início de sua construção (1997) e foi estabilizado com aplicação de banquetas nos cortes até o final do ano 2000, logo estes fenômenos ficaram mais fortes e aumentaram a profundidade e cicatrizes nos degraus de abatimento provocando obstrução parcial no canal inicial percorrendo até a obstrução total dos muros de proteção (SAMPAIO, 2014). De acordo com os laudos emitidos pelo CREA - PI, o que ocasionou o rompimento da barragem foi a falta de manutenção da obra por órgão competentes, outro ponto mencionado foi a falha nos estudos geológicos e geotécnicos pois não apresentaram as imperfeições nas encostas, ocasionando o deslizamento do material levando a erosão regressiva do maciço da estrutura (SAMPAIO, 2014). 2.6. Soluções Geotécnicas Para a construção de qualquer barragem é importante o estudo geotécnico do local para identificar a viabilidade de implantação e então dar seguimento aos próximos passos. Um estudo feito de forma correta poderia ter evitado os danos causados na barragem, como por exemplo o assentamento de fundação correta ou identificação da movimentação de massa no local. O estudo do solo seria ideal para identificar quais os tipos presentes no local e se isso iria comprometer a estrutura da barragem, pois iria impactar diretamente nos tipos de materiais a ser utilizado na construção, indicaria qual a cota de fundação mais adequada, impactaria em todo o planejamento da obra. Seria necessário também o controle correto da compactação do solo da barragem, pois esses foram um dos fatores que contribuíram para divergências na construção. Uma compactação ideal minimizaria os riscos de erosões e percolação da água pela seção. 3. CONCLUSÃO A barragem Algodões foi construída com a finalidade de abastecimento de água da cidade de Cocal para irrigação do vale e piscicultura, sendo considerada de médio porte, sua execução iria influenciar na manutenção e desenvolvimento da cidade. Porém, uma somatória de erros no projeto, na execução e omissões fez com que a barragem rompesse, sendo uma tragédia que causou danos e mortes por onde passou. Diversos erros foram detectados antes do seu rompimento, problemas como: extensos deslizamentos na ombreira direita devido a escavações inadequadas em massas de tálus. Estrangulamento, até a obstrução do canal de restituição das águas a jusante do sangradouro; surgimento de água no pé da barragem e no pé da ombreira esquerda; descolamento do aterro da barragem sobre a laje de concreto do muro de contrafortes; inoperância da comporta da tomada d’água e do controle da válvula dispersora. Os problemas descritos não foram solucionados no devido tempo, ou seja, o mais rápido possível reforçam a ideia do abandono da gestão da estrutura. Assim, contribuindo com o surgimento de uma situação crítica que ocorreu na estação de chuvas de 2009 com o aumento do nível do reservatório, provocando o colapso com perda total do barramento de água. 4. REFERÊNCIAS ARAÚJO, Isis Magalhães. Análise da aplicação de materiais geossintéticos em fundações de barragens de terra. 2021. 60 f. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) – Centro Universitário Unichristus. Fortaleza, 2021. Disponível em: https://repositorio.unichristus.edu.br/jspui/handle/123456789/1139. Acesso em: 21 fev. 2025. CREA – PI, Conselho Regional de Engenharia, Arquiteturae Agronomia do Piauí. Relatório Técnico da Barragem Algodões I. Piauí. Acesso em: 21 fev. 2025. Disponível em: https://www.confea.org.br/crea-pi-divulga-relatorio-tecnico-que-aponta-causas-do-sinistro- em-algodoes-i DORTA, Grazielle Smaniotto. Levantamento dos principais problemas geotécnicos envolvidos na ruptura de barragens no Brasil. 2023. 87 f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira. Ilha Solteira, 2023. Disponível em: http://hdl.handle.net/11449/239254. Acesso em: 21 fev. 2025. GARCIA, F. Rompimento Da Barragem de Algodoes I. Paraná - Toledo, 2014. Disponível em: . Acesso em: 20 fev. 2025. MELLO, Flavio Miguez de; GUIDICINI, Guido; SANDRONI, Sandro Salvador. Lições aprendidas com acidentes e incidentes em barragens e obras anexas no Brasil: Relatório Geral. Rio de Janeiro: Comitê Brasileiro de Barragens, 2021, 208 p. Acesso em: 21 fev. 2025. Disponível em: https://www.abge.org.br/acidentes-incidentes-barragens MELLO, Flavio Miguez de; GUIDICINI, Guido; SANDRONI, Sandro Salvador. Lições aprendidas com acidentes e incidentes em barragens e obras anexas no Brasil: Relatos. Rio de Janeiro: Comitê Brasileiro de Barragens, 2021, 792 p. Acesso em: 21 fev. 2025. Disponível em: https://www.abge.org.br/acidentes-incidentes-barragens SAMPAIO, Marcos Vinicius Nunes. Segurança de barragens de terra: um relato da experiência do Piauí. 2014. 77 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. Acesso em: 21 fev. 2025. Disponível em: https://repositorio.ufc.br/handle/riufc/11447 https://repositorio.unichristus.edu.br/jspui/handle/123456789/1139 https://repositorio.unichristus.edu.br/jspui/handle/123456789/1139 https://repositorio.unichristus.edu.br/jspui/handle/123456789/1139 http://hdl.handle.net/11449/239254 http://hdl.handle.net/11449/239254 https://www.abge.org.br/acidentes-incidentes-barragens https://www.abge.org.br/acidentes-incidentes-barragens https://repositorio.ufc.br/handle/riufc/11447