Apostila Barragens UNICAMP 2011

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UMA INTRODUÇÃO PARA GRADUANDOS 
Prof. David de Carvalho – d 33 c @ uol . com . br 
Em Atualização - Julho/ 2011 
 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS 
FACULDADE DE ENGENHARIA AGRÍCOLA 
www.feagri.unicamp.br 
 
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Uma Introdução Para Graduandos 
 
Parte I 
Introdução 
Principais Utilizações 
Principais Tipos 
Barragens de Terra: Principais Componentes 
Desvio do Rio 
Investigação do Subsolo 
Elementos de Mecânica dos Solos 
Bibliografia Básica 
 
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 d33c @ uol.com.br 
 
 
 
 
 
JUNTAMENTE COM O TEXTO A 
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COMPREENSÃO DAS FRASES NO INÍCIO DE CADA 
 CAPÍTULO E A INTERPRETAÇÃO DO CONTEÚDO DAS 
 FOTOS E FIGURAS SÃO IMPORTANTES PARA SEREM 
ALCANÇADOS OS OBJETIVOS DESTE MATERIAL DIDÁTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HOMENAGENS 
“Nossas homenagens a cinco Engenheiros e Professores que 
conduziram a Geotecnia e a Engenharia de Barragens à 
comprovada competência que hoje tem” 
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Arthur Casagrande 
 
 
Vitor F.B. De Mello 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Karl Terzaghi 
 
 
Ralph B. Peck 
 
 
Milton Vargas 
AGRADECIMENTOS 
 
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Aos colegas que compartilharam suas experiências através 
de publicações, palestras, divulgação de fotos e 
comunicações verbais, possibilitando o desenvolvimento 
deste trabalho 
 
 
 
 
“Learn continuously from experience, personal and vicarious, 
and publish meaningful experiences for the betterment of the 
profession” 
“Karl Terzaghi” 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
“Engineering is indeed a noble sport, and the legacy of good 
engineers is a better physical word for those who follow 
them.” 
“Ralph Peck” 
 
 
 
 Neste Capítulo I apresentam-se os seguintes tópicos os quais têm sua 
importância para aqueles que iniciam seus estudos em Barragens: 
 
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 - Introdução – Etapas de projeto; 
 - Competência para projeto e construção; 
 - Segurança de barragens; 
 - Barragens ao longo da história; 
 - Bibliografia relativa a barragens; 
 - Instituições representativas de profissionais de barragens; 
 - Instituições governamentais relacionadas a barragens; 
 - Observações pertinentes ao Capitulo I – Introdução 
 - Questões relativas ao Capítulo I - Introdução 
 - Figuras relativas ao Capítulo I - Introdução 
 
I-1 – INTRODUÇÃO – ETAPAS DE PROJETO 
 
 Elemento vital da vida da sociedade atual, as barragens vêm sendo construídas 
desde a antiguidade. Os objetivos de sua construção têm aumentando ao longo das 
últimas décadas. Mesmo as pequenas barragens estão ganhando importância 
econômica e ambiental, entre as quais a geração de energia elétrica através de 
pequenas centrais hidrelétricas, contenção de rejeitos, aqüicultura, etc. 
 
 
Para ser classificada como Grande Barragem, a barragem deve ter altura maior 
ou igual a 15 metros, a partir de seu alicerce, de acordo com a Comissão 
Internacional de Grandes Barragens. Se a barragem tiver entre 5 e 15 metros de altura 
e seu reservatório tiver capacidade superior a 3 milhões de m3, também é classificada 
como Grande Barragem. Partindo-se desta definição, existem hoje no mundo cerca de 
50.000 grandes barragens. 
 
 As barragens de pequeno porte são freqüentemente construídas, havendo uma 
tendência atual de um aumento acelerado no número de empreendimentos a serem 
instalados. Isto, devido às suas aplicações como citado e também devido às 
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dificuldades de se construir grandes barramentos, tendo em vista a falta de lugares, os 
impactos ambientais e também o custo elevado de sua implantação. 
 
 A implantação de uma barragem exige a utilização de técnicas de várias áreas 
do conhecimento. Dependendo dos objetivos da obra, pode-se necessitar de 
conhecimentos específicos. Por exemplo, na implantação de uma PCH (pequena 
central hidrelétrica), são necessários conhecimentos eletrotécnicos. No entanto, 
independentemente do objetivo da obra, sempre são necessários os conhecimentos 
geotécnicos, utilizados na escolha do local de implantação e na construção do maciço 
compactado, e também os conhecimentos hidrológicos. 
 
 Um empreendimento para chegar ao início da obra de sua implantação deve 
passar pelas seguintes etapas de projeto: 
- Planejamento 
- Viabilidade técnica 
- Viabilidade econômica 
- Anteprojeto 
- Projeto básico 
- Projeto executivo 
 
Neste texto, Parte I deste trabalho de barragens, a partir do Capítulo II, são 
apresentados primeiramente os principais elementos constituintes de uma barragem 
de terra. A seguir são apresentadas as formas de desvio do rio para a construção da 
barragem. Concluindo, são apresentados os ensaios geotécnicos básicos, de campo e 
laboratório, necessários para as etapas de projeto. 
Na parte II deste trabalho serão apresentados os assuntos referentes ao “Fluxo 
de Água nos Solos” e “Estabilidade de Taludes”. 
 
I-2- COMPETÊNCIA PARA DESENVOLVIMENTO DE 
PROJETO E CONSTRUÇÃO DE BARRAGENS 
 
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 No Brasil o Confea (Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e 
Agronomia) reconhece como competência do Engenheiro Civil, Engenheiro Agrícola 
e Engenheiro Agrônomo as atividades de projeto e execução de barragens de terra. 
 
 Durante o período de 1988 a 1998, o Confea através de decisão normativa no 
031/88 restringiu a competência do Engenheiro Agrícola e Engenheiro Agrônomo, 
permitindo na época sua atuação apenas em barragens com até 5 metros de altura. 
Atualmente, através da decisão normativa no 61, de 27 de março de 1998, o Confea 
revogou a portaria no 031/88. 
 
 Essa decisão normativa no 61 encontra-se na integra no Capítulo XIII deste 
trabalho. 
 
 Ressaltam-se aqui as seguintes colocações dessa decisão normativa: 
 a- considera que o grau de risco de uma barragem não é dado somente pela 
altura de construção, pois o mesmo envolve várias peculiaridades, entre elas a bacia 
hidrográfica, solo e outros fatores; 
 b- considera que o Engenheiro Agrícola é profissional capaz de dar soluções de 
engenharia para o meio rural; 
 
 c- considera que no currículo mínimo do curso de Engenharia Agrícola existem 
várias disciplinas que conferem a plena capacitação para que esses profissionais 
desenvolvam esta atividade livremente, quando para fins agrícolas. 
 
I-3- SEGURANÇA DE BARRAGENS 
 
 Os aspectos relativos à segurança devem começar durante a construção da 
barragem e perdurar durante toda sua existência. 
 
 São fundamentosda Política Nacional de Segurança de Barragens que a 
segurança de uma barragem deve ser considerada nas suas fases de planejamento, 
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projeto, construção, primeiro enchimento e primeiro vertimento, operação, 
desativação e de usos futuros. São seus fundamentos também que o empreendedor é o 
responsável legal pela segurança da barragem, cabendo-lhe o desenvolvimento de 
ações para garanti-la. 
 
As conseqüências do rompimento de uma barragem geralmente são trágicas em 
termos de perda de vidas, em termos ambientais e em termos econômicos. 
 
 Particularmente no Brasil deve-se dar atenção especial à segurança de 
barragens, pois somente nos últimos anos ocorreram mais de 400 acidentes 
registrados em obras hídricas. Se acrescentar-se os casos de incidentes e acidentes 
com pequenas barragens, como em propriedades rurais, por exemplo, têm-se milhares 
de casos. 
 
 Do ponto de vista da prevenção, um “acidente” é o evento não desejado que 
tenha por resultado uma lesão ou enfermidade a um ser humano ou um dano à 
propriedade. Um “incidente” pode ser definido como sendo um acontecimento não 
desejado ou não programado que venha a deteriorar ou diminuir a eficiência 
operacional do empreendimento. A partir do entendimento do significado desses 
conceitos, pode-se dar início aos processos de controle de todas as causas e origens 
dos incidentes acidentes. 
 
O Decreto No 7.257, relacionado ao Sistema Nacional de Defesa Civil, de quatro de 
agosto de 2010, apresenta as seguintes definições: 
 I - defesa civil: conjunto de ações preventivas, de socorro, assistenciais e 
recuperativas destinadas a evitar desastres e minimizar seus impactos para a 
população e restabelecer a normalidade social; 
 II - desastre: resultados de eventos adversos, naturais ou provocados pelo 
homem sobre um ecossistema vulnerável, causando danos humanos, materiais ou 
ambientais e conseqüentes prejuízos econômicos e sociais; 
 III - situação de emergência: situação anormal, provocada por desastres, 
causando danos e prejuízos que impliquem o comprometimento parcial da capacidade 
de resposta do poder público do ente atingido; 
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 Em 20 de setembro de 2010, aprovou-se no Brasil a Lei No 12.334, que 
estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) e cria o Sistema 
Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB). 
 
 A Lei No 12.334 encontra-se na integra no Capitulo XII deste trabalho. 
 Esta Lei aplica-se a barragens destinadas à acumulação de água para quaisquer 
usos, à disposição final ou temporária de rejeitos e à acumulação de resíduos 
industriais que apresentem pelo menos uma das seguintes características: 
I - altura do maciço, contada do ponto mais baixo da fundação à crista, maior 
ou igual a 15m (quinze metros); 
II - capacidade total do reservatório maior ou igual a 3.000.000m3 (três 
milhões de metros cúbicos); 
III - reservatório que contenha resíduos perigosos conforme normas técnicas 
aplicáveis; 
IV - categoria de dano potencial associado, médio ou alto, em termos 
econômicos, sociais, ambientais ou de perda de vidas humanas, conforme definido no 
art. 6o. da Lei. 
 Em seu Art. 17 a Lei No 12.334 estabelece que o empreendedor obriga-se a: 
I - prover os recursos necessários à garantia da segurança da barragem; 
II - providenciar, para novos empreendimentos, a elaboração do projeto final 
como construído; 
III - organizar e manter em bom estado de conservação as informações e a 
documentação referentes ao projeto, à construção, à operação, à manutenção, à 
segurança e, quando couber, à desativação da barragem; 
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IV - informar ao respectivo órgão fiscalizador qualquer alteração que possa 
acarretar redução da capacidade de descarga da barragem ou que possa comprometer 
a sua segurança; 
V - manter serviço especializado em segurança de barragem, conforme 
estabelecido no Plano de Segurança da Barragem; 
VI - permitir o acesso irrestrito do órgão fiscalizador e dos órgãos integrantes 
do Sindec ao local da barragem e à sua documentação de segurança (Sindec – 
Sistema Nacional de Defesa Civil); 
VII - providenciar a elaboração e a atualização do Plano de Segurança da 
Barragem, observadas as recomendações das inspeções e as revisões periódicas de 
segurança; 
VIII - realizar as inspeções de segurança previstas no art. 9o desta Lei; 
IX - elaborar as revisões periódicas de segurança; 
X - elaborar o PAE, quando exigido (PAE – Plano de Ação Emergencial); 
XI - manter registros dos níveis dos reservatórios, com a respectiva 
correspondência em volume armazenado, bem como das características químicas e 
físicas do fluido armazenado, conforme estabelecido pelo órgão fiscalizador; 
XII - manter registros dos níveis de contaminação do solo e do lençol freático 
na área de influência do reservatório, conforme estabelecido pelo órgão fiscalizador; 
XIII - cadastrar e manter atualizadas as informações relativas à barragem no 
SNISB. 
Parágrafo único. Para reservatórios de aproveitamento hidrelétrico, a alteração 
de que trata o inciso IV também deverá ser informada ao Operador Nacional do 
Sistema Elétrico (ONS). 
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A bibliografia a respeito de “segurança de barragens” e ampla, em nível 
nacional e internacional, constituindo-se de livros, manuais, etc., incluindo-se 
também publicações relativas a acidentes em barragens. O tema Segurança de 
Barragens será apresentado em mais detalhes na Parte II deste texto. 
 
I-4- BARRAGENS AO LONGO DA HISTÓRIA DA 
HUMANIDADE 
 
 As barragens vêm sendo construídas desde a antiguidade para atender as 
necessidades das populações. A mais antiga que se tem noticia é a barragem de Jawa 
construída na Jordânia em cerca de 5600 anos. 
 
 Descoberta em 1885 tem-se a Barragem Sadd El-Kafara na Jordânia, 
construída há cerca de 4600 anos. Esta barragem tem os espaldares de pedra, como as 
pirâmides e provavelmente rompeu por galgamento. Observando-se sua seção 
transversal, Figura I-1, percebe-se semelhanças com uma barragem de enrocamento 
moderna. Nas Figuras I-2, I-3 e I-4, apresentam-se detalhes desta barragem. 
 
Nas Figuras I-5 e I-6 apresentam-se um histórico de algumas barragens 
construídas na antiguidade e seu período de utilização. 
Nas Figuras I-7 e I-8 apresentam-se detalhes da Barragem Harbaga na Síria 
construída há cerca de 1800 anos, com o objetivo de irrigação. 
 
Nos tempos modernos destacam-se, no Brasil, a Barragem de Itaipú e a 
Barragem de Irapê, recém concluída em 2006, sendo a barragem mais alta que se tem 
no Brasil, com 208 metros de altura. Esta barragem de Irapê foi construída com 
taludes em rocha e núcleo de argila, ou seja, é uma barragem de enrocamento com 
núcleo impermeável de argila. Uma imagem desta barragem é apresentada nas 
Figuras I-9 e I-10. Nas figuras I-11 E I-12 apresentam-se imagens da barragem de 
Itaipú. 
 
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Também, como marcos dos tempos modernos destaca-se a barragem Hoover 
nos Estados Unidos e a barragem de Aswan no Egito. Apresentam-se imagens destasbarragens nas Figuras I-13 e I-14. 
 
Schinitter (1994) em seu livro “A History of Dams” apresenta valioso material 
relativo à história de barragens construídas pelo ser humano. 
 
I-5- BIBLIOGRAFIA RELATIVA A BARRAGENS 
 
 A bibliografia disponível relacionada a barragens é extensa, contemplando 
todos os avanços técnicos alcançados pela engenharia relativos aos vários tipos de 
barragens. Esta bibliografia abrange desde a fase inicial de estudos preliminares de 
uma obra, até a fase de operação e manutenção da barragem. 
 No Capítulo XV apresentam-se referências bibliográficas disponíveis para 
downloads em sites e também referências disponíveis em forma de livros e artigos 
técnicos. 
 
 Para estudos complementares aos presentes capítulos introdutórios recomenda-
se a bibliografia apresentada no Capitulo XV, destacando-se: 
 - 100 Barragens Brasileiras – Paulo Teixeira da Cruz – Editora Oficina de 
Textos. 
 - Introdução ao Projeto de Barragens de Terra e Enrocamento – Nélio Gaioto – 
USP – São Carlos – Departamento de Geotecnia 
 - Design of Small Dams – Bureau of Reclamation – USA – Disponível para 
Download. 
I-6- INSTITUIÇÕES REPRESENTATIVAS DE PROFISSIONAIS 
 DA ÁREA DE BARRAGENS 
 
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 Algumas instituições em nível nacional e internacional representam os 
profissionais relacionados ao projeto, construção e manutenção de barragens, das 
quais destacamos: 
 1- CBDB – Comitê Brasileiro de Barragens 
 Estabelece como missão estimular o desenvolvimento, aplicação e a 
disseminação das melhores tecnologias e práticas da engenharia de barragens e obras 
associadas. O CBDB é um agente facilitador no processo de assegurar que a 
realização e a operação de barragens e hidrelétricas sejam técnica, ambiental e 
socialmente adequadas ao máximo benefício da sociedade brasileira. 
 
 2- CIGB – Comissão Internacional de Grandes Barragens - 
 ICOLD – International Commission on Large Dams 
 Fundada em Paris em 1928, é uma organização não governamental, destinada 
a encorajar a troca de informações e de experiências adquiridas em planejamento, 
projeto, construção e operação de grandes barragens. A Comissão funciona por 
intermédio dos comitês nacionais dos países membros, totalizando hoje 88 
(oitenta e oito) comitês instituídos para o desenvolvimento de trabalhos técnicos 
ou pesquisas científicas. No Brasil, a CIGB é representada pelo Comitê Brasileiro 
de Barragens - CBDB. 
 
 3- ABMS – Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e 
 Engenharia Geotécnica 
 Fundada em 1950 congrega no Brasil profissionais geotécnicos que atuam 
em Mecânica dos Solos, Mecânica das Rochas, Mecânica dos Pavimentos, 
Fundações, Barragens, Escavações, Túneis, Mineração, Geossintéticos, Geotecnia 
Ambiental, Aterros Sanitários, Geomecânica do Petróleo, e demais atividades da 
Engenharia Geotécnica. 
 
 4- ISSMGE – International Society for Soil Mechanics and Geotechnical 
Engineering 
 Fundada durante a Primeira Conferência Internacional de Mecânica dos Solos 
e Engenharia de Fundações realizada em Harvard em 1936, objetiva promover a 
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cooperação internacional entre engenheiros e cientistas para o avanço e divulgação do 
conhecimento no campo da Geotecnia, e suas aplicações na engenharia e meio 
ambiente 
 
 5- ABGE – Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental 
 Procura congregar todos os que dedicam suas atividades à Geologia de 
Engenharia e Ambiental no Brasil, estimulando a pesquisa científica e tecnológica, e 
a cooperação entre a Geologia, a Engenharia e outras ciências correlatas. A ABGE 
representa no Brasil a IAEG – Associação Internacional de Geologia de Engenharia e 
Ambiental. Adota como definição que a Geologia de Engenharia é um dos ramos 
aplicados das Geociências, sendo definida como “ciência dedicada à investigação, 
estudo e solução de problemas de engenharia e meio ambiente, decorrentes da 
interação entre a Geologia e os trabalhos e atividades do homem, bem como à 
previsão e desenvolvimento de medidas preventivas ou reparadoras de acidentes 
geológicos”. 
 
 6- ISRM – International Society for Rock Mechanics 
 Procura encorajar a colaboração e troca de idéias entre os profissionais de 
Mecânica de Rochas, incentivando o ensino, pesquisa e avanço do conhecimento 
nesta área. De acordo com seus estatutos o campo da Mecânica de Rochas inclui 
todos os estudos relativos ao comportamento mecânico e físico de rochas e massas de 
rochas e a aplicação deste conhecimento para o melhor entendimento de processos 
geológicos nos campos de engenharia. Filiado à ISRM, tem-se no Brasil o CBRM – 
Comitê Brasileiro de Mecânica das Rochas, o qual é um dos comitês da ABMS – 
Associação Brasileira de Mecânica dos Solos. 
 
 
 
I-7- INSTITUIÇÕES GOVERNAMENTAIS RELACIONADAS A 
 BARRAGENS 
 
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 O Brasil possui várias instituições vinculadas ao governo federal e governos 
estaduais as quais tem dentro de suas atribuições aspectos ligados a barragens. 
Dentre elas apresentam-se a seguir: 
 
 1- ANA – Agência Nacional de Águas 
 Vinculada ao Ministério do Meio Ambiente, tem como missão implementar e 
coordenar a gestão compartilhada e integrada dos recursos hídricos e regular o acesso 
a água, promovendo o seu uso sustentável em benefício da atual e futuras gerações. 
Além disso, a instituição possui outras definições estratégicas centrais. 
 
 2- ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica 
Vinculada ao Ministério das Minas e Energia, tem como missão proporcionar 
condições favoráveis para que o mercado de energia elétrica se desenvolva com 
equilíbrio entre os agentes e em benefício da sociedade. 
 
 3- ELETROBRÁS 
 É uma empresa de capital aberto, controlada pelo governo brasileiro, que atua 
nas áreas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. É composta por 
empresas de geração, transmissão, distribuidoras, um centro de pesquisas, uma 
empresa de participações e metade do capital de Itaipú. Tem como missão atuar nos 
mercados de energia de forma integrada, rentável e sustentável. 
 
 
 4- SECRETARIA DE INFRA-ESTRUTURA HÍDRICA 
 Vinculada ao Ministério da Integração Nacional, trabalha para a construção de 
obras de irrigação e de abastecimento hídrico – barragens, adutoras e canais – e obras 
de macro-drenagem, que servem para a condução das águas captadas nas ruas, 
sarjetas e galerias. Entre suas competências estão definidas: formular e conduzir a 
Política Nacional de Irrigação; orientar e supervisionar a formulação de planos, 
programas e projetos de aproveitamento de recursos hídricos; apoiar a operação, a 
manutenção e a recuperação de obras de infra-estrutura hídrica. 
 
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 5- DAEE – SP - Departamento de Águas e Energia Elétrica 
É o órgão gestor dos recursos hídricos do Estado de São Paulo. Através de seu Centro 
Técnico atua em assessoria técnica; elaboração de estudos e projetos; 
acompanhamento e fiscalização de obras; análise e acompanhamento dos projetos do 
Fundo Estadual de Recursos Hídricos e coordenação de convênios com prefeituras. 
 
 6- DNOCS – Departamento Nacional de Obras Contra a SecaVinculado ao Ministério da Integração Nacional, atua desde 1909 quando então 
foi criada a Inspetoria de Obras Contra as Secas. 
 
 7- CODEVASF – Companhia de Desenvolvimento dos Vales do São 
Francisco e do Parnaíba 
 Vinculado ao Ministério da Integração Nacional é uma empresa pública que 
promove o desenvolvimento e a revitalização das bacias dos rios São Francisco e 
Parnaíba com a utilização sustentável dos recursos naturais e estruturação de 
atividades produtivas para a inclusão econômica e social. A Empresa mobiliza 
investimentos públicos para a construção de obras de infra-estrutura, particularmente 
para a implantação de projetos de irrigação e de aproveitamento racional dos recursos 
hídricos. 
 
I-8- OBSERVAÇÕES - CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO 
 
 1- Mesmo que a obra seja de uma “pequena barragem”, os itens da Lei NO 
12.334 que sejam compatíveis podem ser aplicados; 
 
 2- No Brasil muitas “pequenas barragens” sofrem acidentes todos os anos. A 
garantia de sua duração e operação pelo tempo de vida útil prevista no projeto deve 
ser garantida pelo adequando projeto, adequada construção e adequada manutenção. 
Estas garantias devem ser dadas pelo engenheiro projetista, pela empresa construtora 
e pelo proprietário da obra, cada um na fase específica de sua responsabilidade; 
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 3- Também para “pequenas barragens” as etapas de projeto referentes a 
“planejamento”, “viabilidade técnica” e “viabilidade econômica”, devem ser muito 
bem desenvolvidas. Observam-se na prática vários casos “desagradáveis”, em que: 
 - a obra não pode ser concluída no tempo previsto devido ao erro no cálculo do 
custo de sua implantação; 
 - não se consegue encher o reservatório por falta de água; 
 - o volume real de água útil armazenada não é suficiente para atender a 
demanda do proprietário da barragem; 
 - há muita perda de água pelo solo da área inundada do reservatório, impedindo 
seu enchimento como previsto. Por exemplo, encontra-se na região de Campinas – 
SP, até 6m de profundidade, argila não saturada com porosidade de 70%. Em cerca 
de metade do Estado de São Paulo e em grandes regiões do sul do país, encontram-se 
solos arenosos com porosidade de 50%, até alguns metros de profundidade. Ou seja, 
solos com grande permeabilidade, facilitando a infiltração de água; 
 - perda do volume útil de água antes do previsto devido ao assoreamento do 
reservatório. 
 
 4- Toda barragem é uma obra em que após sua conclusão e inicio de operação 
não pode ser considerada com “concluída”, no sentido de se esquecer dela durante o 
tempo previsto para sua vida útil (por exemplo, para um pilar de concreto dentro de 
um galpão, pode-se caminhar no sentido de pensar assim). 
 Uma barragem esta permanentemente exposta ao meio ambiente, estando 
sujeita à ação dos agentes atmosféricos, sujeita à ação da fauna e sujeita à ação da 
flora. 
 Por exemplo, a chuva pode provocar erosões. Os animais (formigas, tatus, etc.) 
podem fazer buracos nos taludes. A flora crescendo descontrolada pode impedir o 
acesso a vistorias e também produzir situações indesejáveis como o crescimento de 
árvores nos taludes (indesejáveis porque se a árvore morre, no lugar das raízes ficarão 
buracos na barragem). 
 Também existe a permanente percolação de água pelas fundações, pelos 
taludes, pela canalização de fundo (se houver) e pelo vertedouro ou sangradouro, o 
que pode ocasionar problemas de erosões. 
 
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 Sendo assim, mesmo para “pequenas barragens” são indispensáveis as vistorias 
permanentes e a realização de reparos imediatos quando detectados quaisquer tipos 
de problemas. Este procedimento já deve ocorrer para as “grandes barragens”, 
lembrando-se que deve ser cumprido o estabelecido na Lei de Segurança de 
Barragens (Lei No 12.334). 
 
 
 
 
 
I-9 – QUESTÕES RELATIVAS AO CAPÍTULO I- INTRODUÇÃO 
 
 1- Relacionado-a à Geotecnia, como você entende a frase de Francis Bacon: 
“A natureza para ser comandada precisa ser obedecida”? 
 
 2- Que atividades devem ser desenvolvidas na fase de “planejamento” de uma 
barragem? 
 
 3- Que atividades devem ser desenvolvidas na fase de estudos de “viabilidade 
técnica” de uma barragem? 
 
 4- Que atividades devem ser desenvolvidas na fase de estudos de “viabilidade 
econômica” de uma barragem? 
 
 5- Após o inicio da operação qual o papel do proprietário na manutenção da 
barragem? 
 
 6- Que itens relativos à segurança devem ser periodicamente verificados na 
fase de operação da barragem? 
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Figura I-1 – Barragem Sadd El Kafara – Jordânia - Construída a cerca de 4600 
anos – altura 14m – largura crista 56m – comprimento 102m - taludes em rocha e 
núcleo impermeável de solo (Fonte: Schinitter-1994) 
 
 
Figura I-2 - Barragem Sadd El Kafara - (Fonte: Schinitter,1994) 
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Figura I-3 - Barragem Sadd El Kafara 
 
Figura I-4 - Barragem Sadd El Kafara 
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Figura I-5 – Barragens da Antiguidade – (Fonte: Medeiros, 2009) 
 
Figura I-6 – – Barragens da Antiguidade – (Fonte: Medeiros, 2009) 
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Figura I-7 – Barragem Harbaga – Siria – Construída a cerca de 1800 anos – altura 
21m – comprimento 365 m 
Figura I-8 – Barragem Harbaga – Siria 
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Figura I-9 – Barragem de Irapê – Cemig – 208 metros de altura – Construída entre 
2002 e 2006 – 3 turbinas de 125 MW cada. 
 
Figura I-10- Barragem de Irapê - Taludes em enrocamento e núcleo de argila 
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Figura I-11 – Barragem de Itaipú – 196 metros de altura – 18 turbinas – 715 MW 
cada 
 
Figura I-12 – Barragem de Itaipú – Condutos forçados 
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Figura I-11 – Barragem Hoover – USA – Construída entre 1931 e 1936 – Barragem 
com 221 metros de altura e 17 turbinas – 2080 MW instalados. 
 
Figura I-12 – Barragem de Aswan – Egito – Construída entre 1960 e 1970 – 
Barragem com 111 metros de altura e 12 turbinas de 175 MW cada 
 
 
 
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ÍNDICE 
 
CAPÍTULO PÁGINA 
I- INTRODUÇÃO 
 I-1- Introdução – Etapas do Projeto 
 I-2- Competência para Desenvolvimento de Projeto 
 I-3- Segurança de Barragens 
 I-4- Barragens ao Longo da HistóriaI-5- Bibliografia Relativa a Barragens 
 I-6- Instituições Representativas de Profissionais 
 I-7- Instituições Governamentais 
 I-8- Observações - Capítulo I - Introdução 
 I-9- Questões Relativas ao Capítulo I 
 
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II- PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES DE BARRAGENS 
 
III- PRINCIPAIS TIPOS DE BARRAGENS 
 
IV- PRINCIPAIS ELEMENTOS DE BARRAGENS 
 IV-1- CRISTA 
 IV-2- BORDA LIVRE 
 IV-3- TALUDES DE MONTANTE E JUSANTE 
 IV-4- PROTEÇÃO DO TALUDE DE MONTANTE 
 IV-5- PROTEÇÃO DO TALUDE DE JUSANTE 
 IV-6- CORTINAS DE VEDAÇÃO 
 IV-7- DRENAGEM INTERNA 
 IV-8- DIMENSIONAMENTO DE FILTROS 
 IV-9- FILTRO VERTICAL 
 IV-10- FILTRO HORIZONTAL 
 IV-11- TRANSIÇÕES 
 IV-12- DRENO DE PÉ 
 IV-13- POÇO DE ALÍVIO 
 
V- DESVIO DO RIO 
 V-1- TUBULAÇÃO DE FUNDO 
 V-2- ENSECADEIRAS 
 V-3- CANAIS DE DESVIO 
 V-4- TUNEIS DE DESVIO 
 
VI- INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS 
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 VI-1- OBTENÇÃO DE AMOSTRAS 
 VI-2- 
 
VII- ANÁLISE DO SOLO ATRAVÉS DE CLASSIFICAÇÕES 
 
VIII- VOLUME DA ÁREA DE EMPRÉSTIMO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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PRINCIPAL SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DA CIDADE DE SÃO PAULO - 33m3 / seg – PARA 8,5 MILHÕES DE HABITANTES - SABESP 
 
 BARRAGENS 
PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES 
 
 
“O consumo de água tem crescido no último século a um ritmo 
mais de doze vezes superior ao da população mundial. Por 
esse motivo, a gestão sustentável, eficaz e equitativa de 
recursos hídricos cada vez mais escassos será o desafio chave 
para os próximos cem anos” “FAO – ONU – 1993” 
 
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II- PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES DAS BARRAGENS 
 
 Atualmente a construção de barragens serve a diversos fins, dos quais se 
destacam: 
 
1- Abastecimento de água para consumo humano e de animais; 
 
2- Abastecimento de água para irrigação; 
 
3- Recreação e paisagismo; 
 
4- Controle da qualidade da água; 
 
5- Controle de enchentes; 
 
6- Garantia mínima de vazão a jusante; 
 
7- Navegação; 
 
8- Aqüicultura; 
 
9- Geração de energia elétrica; 
 
10- Contenção de rejeitos. 
 
Uma barragem com a finalidade de contenção de cheias transforma uma vazão 
de pico, que ocorreria na seção do rio se o rio não fosse construído (vazão efluente), 
em uma vazão atenuada (vazão efluente), que poderá escoar de maneira controlada, 
sem provocar a jusante inundações em áreas habitadas, cultivadas ou utilizadas com 
instalações agropecuárias. 
 
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Uma barragem, além de outras finalidades, pode servir também para garantir 
uma vazão mínima à jusante, possibilitando uma vazão mínima para o rio ao longo 
de todo o ano. 
 
Uma barragem pode ser construída para possibilitar que o rio se torne 
navegável, através do aumento da profundidade do reservatório. Nestes casos, se a 
embarcação for passar do nível de um reservatório, ao nível de outro reservatório, é 
preciso construir uma eclusa, para permitir esta operação. 
 
 A barragem para contenção de rejeitos é construída não para armazenar água, 
mas sim para armazenar subprodutos de indústrias, como as de extração e 
processamento, que são em grande volume de materiais que podem causar problemas 
de contaminação física e/ou química se simplesmente lançados ao meio ambiente. 
Sendo assim, o rompimento de uma barragem de rejeito, se torna muito mais grave, 
que o de uma barragem para armazenamento de água, das mesmas dimensões. 
 
 A barragem para geração de energia elétrica é bastante utilizada e são mais 
conhecidas as grandes obras. Atualmente, a tecnologia para instalação de pequenas 
centrais hidrelétricas (PCH) esta bastante desenvolvida. Com relativamente pequenas 
vazões e determinado desnível na topografia (∆H), é possível sua instalação. 
 
 A barragem para aqüicultura permite a produção de proteína animal, e tem 
sido utilizada principalmente para a produção de peixes, com as técnicas de produção 
em tanques-rede. 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura X - PCH COM TUBULAÇÃO DE ADUÇÃO – ELETROBÁS (1985) 
 
PCH BURITI – BARRAGEM – CANAL DE ADUÇÃO – CASA DE MÁQUINAS 
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PCH BURITI – CANAL DE ADUÇÃO 
 
 
PCH BURITI – CONDUTOS FORÇADOS 
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PCH BURITI – CASA DE MÁQUINAS 
 
 
 
PCH BURITI – ENTRADA DE ÁGUA NOS CONDUTOS FORÇADOS 
 
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PCH COM CANAL DE ADUÇÃO – ELETROBRÁS (1985) 
 
 
PCH – CANAL DE ADUÇÃO - (CERPCH - Centro Nacional de Referência em Pequenas 
Centrais Hidrelétricas 
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PCH – CONDUTO FORÇADO – CASA DE MÁQUINAS (CERPCH ) 
 
PCH – CONDUTO FORÇADO – CASA DE MÁQUINAS (CERPCH ) 
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PCH – ARRANJO TÍPICO COM CANAL DE ADUÇÃO (Prof. Geraldo L.T. F – CERPCH – 
Unifei 
O que são PCHs 
Pequenas Centrais Hidrelétricas são usinas de geração de energia elétrica a partir do aproveitamento 
do potencial hidráulico com capacidade instalada superior a 1 MW e inferior ou igual a 30 MW, 
além de reservatório em área menor que 13 km². 
Geralmente instaladas próximas ao local de consumo e integradas ao sistema elétrico da região, as 
PCHs proporcionam uma maior estabilidade e segurança no abastecimento de energia limpa, além 
de economia de investimentos relacionados à redução de perdas de transmissão. 
Outra vantagem proporcionada pelas PCHs é a boa qualidade da energia que as localidades 
beneficiadas passam a receber, contribuindo significativamente para o bem estar da população e o 
crescimento econômico. 
Além de aumentar a oferta de energia elétrica, algumas PCHs substituem o abastecimento 
proveniente de usinas termelétricas que queimam óleo diesel, altamente poluente ao meio ambiente. 
As usinas Garganta da Jararaca e Paranatinga II, por exemplo, geram energialimpa e evitam o 
consumo de 18 milhões de litros de óleo diesel por ano, equivalente à emissão de aproximadamente 
42 mil toneladas/ano de dióxido de carbono na atmosfera 
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CONSTRUÇÃO DO CANAL DE ADUÇÃO – PCH SANTA EDWIGES I 
 
 
 
 
CONSTRUÇÃO DO CANAL DE ADUÇÃO – PCH SANTA EDWIGES I 
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PCH SALTO GRANDE – CAMPINAS – JOAQUIM EGÍDEO 
 
 
PCH SALTO GRANDE – CAMPINAS – JOAQUIM EGÍDEO 
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Figura X - Hidrelétrica Henry Borden – São Paulo-Cubatão – Queda de 720m – Construção 1926 
 
Figura X - Hidrelétrica Henry Borden – São Paulo-Cubatão – Queda de 720m – Construção 1926 
Ao lado da Usina Hidrelétrica Henry Borden, dentro da montanha, existe uma outra usina, com a 
mesma capacidade e em funcionamento. Assim, se a usina externa fosse destruída por um 
bombardeio, o abastecimento elétrico do pólo industrial de Cubatão e da capital paulista continuaria 
garantido. Mas o complexo ganhou fama internacional também pelo fato de em sua construção ter 
sido invertido o curso de um rio, o Pinheiros, para formar uma represa que despejaria suas águas 
montanha abaixo, permitindo a geração de energia. A primeira unidade da usina começou a 
funcionar em 1926, produzindo 44.437 kw (texto extraído do site Novo Milênio). 
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CONTENÇÃO DE CHEIAS – BARRAGEM NORTE – JOSÉ BOITEUX - SC 
 
 
~CONTENÇÃO DE CHEIAS – BARRAGEM OESTE – TAIÓ - SC 
 
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CONTENÇÃO DE CHEIAS – BARRAGEM OESTE – TAIÓ - SC 
 
 
CONTENÇÃO DE CHEIAS – BARRAGEM OESTE – TAIÓ -SC 
 
 
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Tanque para Psicultura 
 
 
Tanque para Psicultura 
 
 
 
 
 
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Fig. X – Tanque redondo de distribuição de águra para irrigação - TERRAPLAN 
 
 
 
 
Tomada de fundo para bombeamento de água para irrigação 
 
 
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Fig. X – Lago Escavado - Em áreas onde o nível do lençol freático é elevado, a simples escavação 
do terreno possibilita o acúmulo de água e a formação de um lago - Fazenda da Ressaca – 
CCA/UFSC 
 
 
 
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PCH SALTO GRANDE – CAMPINAS – JOAQUIM EGÍDEO 
 
 
 
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Figura X – Barragem de Rejeito contendo radionuclídeos 
 
 
Figura X – Rompimento de Barragem de Rejeitos 
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Fig.Tanque para decantação de dejetos de confinamento de gado -TERRAPLAN 
 
 
REVESTIMENTO DE RESERVATÓRIO COM GEOMEMBRANA- é um material geosintético que possui 
propriedades elástica e flexíveis. As mais comuns são o PEAD polietileno de alta densidade e o PVC. Eles servem para 
ser utilizada como revestimento impermeabilizante podendo ter diversas aplicações como impermeabilização, lagoas 
tanques de decantação, reservatórios de água, aterros sanitários, piscultura, lages de cobertura, tanques de decantação, 
tanque de captação de água, preservando desta forma o meio ambiente evitando contaminação do solo, próximos. 
 
 
 
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Figura X – Barragem de terra-enrocamento para retenção de corridas detríticas em Alma-Ata – 
Cazaquistão (N.N.Maslov,1982) (in Dimitry) 
 
 
Figura X –– Barragem de concreto para retenção de corridas detríticas – Japão (K.Tamada, 2004) (in Dimitry) 
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Figura X –– Barragem de concreto para retenção de corridas detríticas – Tanguarena – Venezuela 
(J.Lopes – UCV,2000) (in Dimitry) 
 
 
Figura X – Barragem para retenção de corridas detríticas – Barragem selecionadora vazada, tipo 
“crib-wall”, construída com elementos pré-moldados de concreto armado. Rompida em agosto de 
1999. Rio Gerkhozhan-Su, a montante da cidade de Tyrnyauz (I.B. Seinova, 1999) (in Dimitry) 
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Figura X – Barragem para retenção de corridas detríticas – Vista em 2008 da barragem na cidade de 
Tyrnyauz rompida em 1999, com a calha do rio Gerkhozhan-Su em processo de escavação (D. 
Znamensky, 2008) (in Dimitry) 
 
 
Figura X – Estrutura metálica flexível para a contenção de detritos (WSL – Geobrugg) 
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SANTO ANTONIO ENERGIA – ARRANJO GERAL 
UHE Santo Antônio, no rio Madeira, em Porto Velho (RO). 
 
 
 BARRAGENS 
 PRINCIPAIS TIPOS 
 
- Follow through on every angle and every subtask; 
- Don’t oversimplify the site model, its properties, or its 
response; 
- Assume the worst configuration of properties and 
boundary conditions consistent with data from site 
investigations; 
 “Karl Terzaghi” 
 
 
 
III- PRINCIPAIS TIPOS DE BARRAGENS 
 
 Os principais tipos de barragens normalmente utilizados são os seguintes: 
- Barragem de terrahomogênea; 
- Barragem de terra zoneada; 
- Barragem de enrocamento; 
- Barragem de gravidade (concreto); 
- Barragem de gravidade aliviada (concreto); 
- Barragem em arco (concreto armado). 
 
No presente trabalho serão estudadas as barragens de terra homogênea e barragens 
de terra zoneada. Também se apresentarão algumas informações sobre barragens de 
enrocamento. 
 
A escolha por um ou outro tipo vai depender da disponibilidade de materiais no 
local da obra, a qual esta diretamente ligada ao custo final do empreendimento. 
 
As barragens de terra homogênea são as construídas com apenas um tipo de 
material. Neste caso, o material da área de empréstimo, quando compactado, deve 
apresentar baixo coeficiente de permeabilidade. 
 
As barragens de terra zoneadas são aquelas, em que por falta de área de 
empréstimo com material argiloso suficiente para a construção de todo o aterro, prioriza-
se a utilização deste material, no centro (núcleo argiloso). Neste caso, havendo um 
núcleo argiloso, os taludes podem ser construídos com material mais permeável. 
 
As barragens de enrocamento são aquelas que são construídas com materiais 
rochosos de diversas granulometria. Neste caso, a impermeabilização do maciço é 
garantida por um núcleo argiloso impermeável, e/ou parede de concreto construída sobre 
o talude de montante. 
 
Apresenta-se nas Figuras III.1 a III.18, detalhes destes três tipos de barragem. 
 
 
 
Figura III.1- Barragem de terra homogênea – Barragem de Chiva 
(in Cruz, 1996). 
 
 
 
 
Figura III.2- Barragem de terra zoneada – Barragem de Orós 
 (In Cruz, 1996). 
 
 
 
Figura III.3- Barragem de enrocamento – Barragem de Lynn 
 (in Cruz, 1996) 
 
 
Figura III.4- Barragem de terra homogênea em construção. 
 
 
Figura III.5- Barragem de terra homogênea em construção. 
 
 
Figura III.6- Barragem de terra zoneada. Núcleo impermeável e taludes em construção 
 
 
Figura III.7- Barragem de terra zoneada. Núcleo impermeável e taludes em construção 
 
Figura III.8- Barragem de terra zoneada. Núcleo impermeável e talude em construção. 
 
 
Figura III.9- Barragem de terra zoneada. Núcleo impermeável em construção. 
 
Figura III.10- Barragem de terra zoneada. Núcleo impermeável em construção. 
 
 
Figura III.11- Barragem de enrocamento. Núcleo impermeável e taludes em construção. 
 
Figura III.12- Barragem de enrocamento. Núcleo impermeável e taludes em construção. 
 
 
Figura III.13- Barragem de enrocamento. Núcleo impermeável e taludes em construção. 
 
Início da construção do núcleo impermeável – PCH Zé Fernando 
 
Construção do aterro de material permeável e do núcleo impermeável – PCH Zé 
Fernando 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura III.14- Barragem de enrocamento. Núcleo impermeável e taludes em construção. 
 
 
Figura III.15- Barragem de enrocamento. Núcleo impermeável e taludes em construção 
 
Figura III.16- Barragem de enrocamento. Impermeabilização do talude de montante com 
concreto. 
 
 
Figura III.17- Barragem de concreto em arco. 
 
 
Figura III.18- Barragem de concreto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Usina Hidrelétrica Mauá - Paraná 
 
 
Barragem de CCR terá 745 m de comprimento na crista e 85 m 
de altura máxima e terá pista de rolagem em sua superfície 
 
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PRINCIPAIS ELEMENTOS 
 
 
 “Nature to be Commanded must be Obeyed” 
 
“A Natureza para ser Comandada precisa ser Obedecida” 
 
“Francis Bacon” 
 
 
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IV - PRINCIPAIS ELEMENTOS 
 São os seguintes os principais elementos de uma barragem de terra, os quais 
são apresentados na Figura IV.1 e também descritos em detalhes neste capítulo: 
1- Crista; 
2- Borda livre; 
3- Talude de montante; 
4- Proteção do talude de montante (rip-rap); 
5- Talude de jusante; 
6- Proteção do talude de jusante (grama ou outro elemento); 
7- Trincheira de vedação; 
8- Filtro horizontal; 
9- Filtro vertical; 
10- Dreno de pé; 
11- Cortina de injeção; 
12- Poço de alívio; 
13- Tapete impermeável; 
14- Sistema de drenagem das águas pluviais. 
 
Além destes elementos, para o perfeito funcionamento da barragem, também 
fazem parte da estrutura: 
 
1- Sistema de extravasamento (vertedouro ou sangradouro); 
2- Comportas. 
3 
 
 
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Figura IV.1 – Principais elementos de uma barragem de terra – Barragem Zoneada 
 
 
 
Figura IV.2 – Principais elementos de uma barragem de terra – Barragem Homogênea 
4 
 
 
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Figura X – Sangradouro – Caixa de Nível (Monje) - Tubulação de Fundo 
 
 
Figura X – Barragem de Carpina – Caixa de Nível (Monje) – Tubulação/Descarga de Fundo 
 
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Figura X - Sangradouro – Barragem de Bocainas 
 
 
Figura X – Sangradouro – Barragem de Nova Olinda 
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Figura X – Controle do Nível através de Comporta – Mágino 
 
 
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Figura X – Comporta de Itaipú (→ Operários) 
 
 
 
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Figura X – Barragem de Engenheiro Ávidos 
 
 
Figura X – Comportas – Barragem Engenheiro Ávido 
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Figura X – Samgradouro da Barragem de Estreito em tempo de seca 
 
 
Figura X – Barragem de Pindobaçu 
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Figura X - Barragem de Aimorés – Main Braziliam Dams III – CBDB 
 
 
 
 
 
 
 
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Sangradouro de Pequena Barragem 
 
 
Sangradouro de Pequena Barragem 
 
 IV .1- CRISTA 
 
 A largura da crista é determinada pelas necessidades de tráfego sobre ela, não 
devendo ser inferior a 3 metros, mesmo para pequenas barragens. Esta largura 
mínima garante condições de acesso para serviços de manutenção e também 
colabora na estabilidade do maciço de terra. Em barragensde maior porte, onde há 
tráfego freqüente de veículos esta largura geralmente varia entre 6 e 12 metros. 
Bureau of Reclamation (2002), recomenda que a largura mínima da crista para 
pequenas barragens seja calculada pela fórmula: L = Z/5 + 3 metros, onde Z é a altura 
máxima da barragem e L, a largura mínima da crista. Caso seja prevista uma estrada 
sobre a crista, a dimensão mínima sempre deverá ser de 5 metros. 
 
 São apresentadas na Figura IV.1.1 a crista de uma pequena barragem de terra e 
nas Figuras IV.1.2 e IV.1.3 a cristas de duas barragens de maior porte. 
 
 A altura da barragem, ou cota da crista, deve ser igual ao nível “máximo 
maximorum” da lâmina d’água, acrescido da borda livre (Capítulo V.2) definida 
para o reservatório ( cota da crista = NAmáx Max + borda livre ) . O nível “máximo 
maximorum” ou “máximo dos máximos” (NAmáx max) é o nível da lâmina d’água 
mais elevada que deverá e poderá atingir o reservatório na ocorrência da cheia de 
projeto. 
 
 Na crista deve haver um sistema de drenagem que permita o escoamento das 
águas de chuva de maneira segura, objetivando-se evitar erosões e empoçamento de 
água. Pode-se construir canaletas de drenagem, ou construir a crista com uma 
inclinação para montante, evitando que as águas de chuva escoem sobre o talude de 
jusante. Na Figura IV.1.4 apresenta-se a erosão de um talude de jusante, causada pelo 
escoamento de águas de chuva vindas principalmente da crista. Nas Figuras IV.1.5 e 
IV.1.6 apresentam-se detalhes de um sistema de drenagem bem executado nos taludes 
de uma barragem de terra. 
 
 Não havendo tráfego de veículos sobre a pista, a mesma pode ser protegida 
com a plantação de grama. Havendo tráfego freqüente de veículos a crista deve ser 
protegida de maneira adequada, com a construção de um pavimento. Não havendo 
nenhuma proteção superficial na pista, pela ação das águas de chuva e mesmo pela 
passagem de poucos veículos, pode haver o desgaste da superfície. Apresenta-se na 
Figura IV.1.1 um exemplo deste fato. 
 
Para pequeno volume de tráfego pode-se executar sobre a crista um 
Revestimento Primário, como é feito em estradas vicinais. IPT (1988), em seu 
trabalho “Estradas Vicinais de Terra”, apresenta: “ O Revestimento Primário 
constitui-se em uma camada colocada sobre o reforço do subleito ou diretamente 
sobre o subleito. Esta camada é obtida pela compactação de uma mistura (natural ou 
preparada) de material argiloso com material granular. A espessura desta camada 
deve levar em conta a quantidade e tipo de tráfego do local e as condições de suporte 
do subleito, variando, geralmente entre 10 e 20 cm. O objetivo da adição de argila no 
material granular é o de atuar como ligante e regularizar a superfície final de 
rolamento. O objetivo do uso de material granular é aumentar o atrito da pista com as 
rodas dos veículos. A dimensão máxima ideal do material granular é de 2,5 cm. Na 
natureza há jazidas que podem ser utilizadas diretamente para a execução do 
Revestimento Primário, pois são compostas de uma mistura já em proporções 
satisfatórias de materiais granulares e de argila. É o caso das cascalheiras de cava. No 
entanto, é mais comum aparecer a necessidade de se proceder a uma mistura 
adequada, uma vez que a maior parte das jazidas de materiais granulares é pobre em 
argila, como é o caso de cascalhos e pedregulhos de rio e saibros grosseiros de rochas 
alteradas. A mistura pode ser executada na própria jazida, no trecho em obras, ou em 
qualquer pátio que se mostre adequado. As operações para que a mistura atinja a 
necessária homogeneidade são: -secagem e destorroamento da argila; cálculo das 
proporções em volume (em torno de 1 de argila para 2,5 de material granular); 
mistura com grade de disco, motoniveladora ou pá carregadeira. - - -; regularização e 
compactação da camada do subleito ou camada de reforço; escarificação 
(arranhamento) do leito; lançamento e espalhamento do material; umedecimento, ou 
secagem, se necessário; - - - ; compactação - - -.” Apresentam-se nas Figuras IV.1.7 a 
IV.1.14 detalhes deste procedimento. É necessário que durante a compactação se faça 
um controle da umidade do material para que o mesmo tenha a umidade de 
compactação especificada no projeto. Também é necessário um controle do grau de 
compactação do aterro para que o solo alcance a densidade especificada no projeto. 
Tanto a umidade ótima de compactação, como a densidade que o solo deve ter após 
compactado, são determinadas através do ensaio de compactação Proctor. Este ensaio 
é descrito em detalhes no capítulo VI. 
 
Para grande volume de tráfego, deve ser executado um pavimento sobre a 
crista que suporte a solicitação imposta. Este pavimento deve ser projetado de acordo 
com critérios específicos para estradas. O dimensionamento de pavimentos não é 
objetivo deste trabalho, podendo-se obter informações técnicas a respeito em manuais 
do DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes) e em livros, 
sugerindo-se: “Manual de Técnicas de Pavimentação – Volumes I e II – De Senço, 
W. – Editora Pini.” 
 
É importante observar, antes do enchimento do reservatório e antes da 
construção do pavimento, se a altura da crista esta condizente com o estabelecido em 
projeto, pois dependendo dos tipos de materiais do aterro e da fundação, os recalques 
(deslocamentos verticais) podem variar entre 0,2 e 0,4% da altura da barragem, isto 
ocorrendo durante e após a construção do aterro. Os recalques que ocorrem após a 
construção do maciço, devido às deformações do aterro e da fundação, devem ser 
estimados, para que se construa a crista com a devida sobrelevação, evitando-se 
assim que a crista fique com altura inferior à projetada. Estes cálculos podem ser 
efetuados através do resultado de ensaios de adensamento (Capítulo XX) feitos com 
material indeformado da fundação e com solo compactado do aterro, ou, caso haja 
esta possibilidade, com base em dados de instrumentação (Capítulo XX) obtidos, em 
uma seção da barragem construída antecipadamente. 
 
Figura IV.1-1 – Crista de uma barragem de terra. 
 
 
Figura IV.1-2 – Crista de uma barragem de terra. 
 
Figura IV.1.3 – Construção do pavimento da crista de uma barragem. 
 
 
Figura IV.1.4- Erosão no talude causada pelas águas vindas da crista. 
 
 
 
ITAIPÚ 
 
Figura IV.1.5- Sistema de drenagem nos taludes. 
 
Figura IV.1.6- Sistema de drenagem nos taludes. 
 
 Figura IV.1.7 – Revestimento Primário. 
 
 
 
 
 
 
Figura IV.1.8 – Proporção da Mistura. 
 
 
 
Figura IV.1.9 – regularização da superfície do aterro. 
 
 
 
 
 
Figura IV.1.10 – Escarificação (“arranhamento”) do leito. 
 
 
 
Figura IV.1.11– Lançamento do material. 
 
 
 
 
 
Figura IV.1.12 – Espalhamento do material. 
 
 
 
 
 Figura IV.1.13 – umedecimento do material. 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura IV.1.14 – Compactação com rolo compactador. 
 
 
BORDA LIVRE 
 
 
“The freeboard must be sufficient to prevent overtopping by waves and 
include an allowance for settlement of the foundation and embankment” 
“US Army Corps of Engineers-2004” 
 
 
 
 
 
 
 
 
IV .2- BORDA LIVRE 
 
 A borda livre (ou “folga”, “revanche”, “freeboard”) é a distância vertical entre 
a crista da barragem e o nível das águas do reservatório e objetiva a segurança contra 
o transbordamento, que pode ser provocado pela ação de ondas formadas pela ação 
dos ventos, evitando danos e erosão no talude de jusante. Apresenta-se na Figura 
IV.2.1 a borda livre de um reservatório. 
 
A borda livre deve ser calculada considerando-se o reservatório com seu nível 
máximo de água. Sua determinação baseia-se na previsão da altura e ação das ondas. 
A ação das ondas no seuencontro com o paramento da barragem depende do ângulo 
de ataque da onda, da inclinação do paramento e da textura da superfície do talude. 
 
 A altura das ondas depende da velocidade e da duração do vento, da extensão 
do reservatório na direção do vento considerada (“fetch”) e da profundidade do 
reservatório. 
 
 
Figura IV.2.1- Soil-cement Protection and Wave Deflector Concrete 
Wall - Barragem de Porto Primavera 
Recomenda-se que a borda livre de um barramento, mesmo de pequenas dimensões, 
não seja inferior a 0,5 metro. No mínimo, o valor da borda livre deve ser igual à 
altura da onda máxima, acrescida de 50%, para compensar a sua corrida sobre o 
talude da barragem e, ainda, de um valor correspondente a um fator de segurança, 
variável entre 0,60 e 3,00 metros, dependendo da importância da barragem (Gaioto, 
2003). 
 
O cálculo da borda livre de uma barragem de terra dever ser realizado de 
acordo com a seguinte metodologia: 
1- Determinação do nível de água do reservatório que servirá de referência para 
o cálculo da borda livre; 
2- Análises dos registros de ventos; 
3- Como a linha do reservatório pode ser muito irregular, deve-se calcular o 
“fetch” efetivo, F, através da fórmula: F = Σ xi cos αi / Σ cos αi, onde αi = ângulo 
entre a direção considerada e a direção principal do vento, e xi = extensão do 
reservatório na direção αi ; os valores de αi devem ser tomados a cada 30, até 450, em 
ambos os lados da direção principal; 
4- cálculo das características das ondas; 
5- seleção final da borda livre em função dos resultados obtidos em (4), da 
declividade do talude da barragem e do tipo de paramento. 
 
Para o cálculo da altura da onda máxima podem ser utilizados ábacos, como o 
da Figura IV.2.2 (U.S. Bureau of Reclamation), e tabelas, como a Tabela IV.2.1 
(Bordeuax, G.H.R.M. 1980), que foi estabelecida pela análise de diversas fórmulas 
empíricas relacionando a altura da onda, o “fetch” efetivo e a velocidade do vento. O 
U. S. Bureau of Reclamation recomenda os valores de borda livre para taludes 
protegidos com rip-rap apresentados na Tabela IV.2.2 ( in Bordeuax, G.H.R.M. 
1980). Para pequenas barragens de terra, o Bureau of Reclamation (2002) recomenda 
folgas normalmente aceitáveis, apresentadas na Tabela IV.2.3. Para “fetch” com até 
5,0 km e profundidade de água junto à barragem de até 9,0, Eletrobrás (1982) sugere 
os valores de borda livre apresentados na Tabela IV.2.4. 
 
Na Tabela IV.2.5 são apresentados valores de borda livre em regime de nível 
de água normal e em regime de água em seu nível máximo, de alguns reservatórios 
brasileiros de grande porte. 
 
 
 
 
 
Figura IV.2.2- Determinação da altura máxima da onda (U. S. Bureau of 
Reclamation, in Gaioto,N., 2003) 
 
 
 
 
 
 
Tabela IV.2.1 – Altura da onda em função do “fetch” e da velocidade do vento 
(Bordeuax, G.H.R.M. 1980). 
“fetch” 
(quilômetros) 
Altura da onda 
(metros) 
Vento: 80 km/h 
Altura da onda 
(metros) 
Vento: 120 km/h 
Altura da onda 
(metros) 
Vento: 160 km/h 
1,6 0,81 0,9 - 
4,0 0,96 1,08 1,17 
8,0 1,11 1,29 1,44 
16,0 1,35 1,62 1,83 
Tabela IV.2.2 – Borda livre em função do “fetch” e da velocidade do vento ( U.S. 
Bureau of Reclamation , in Bordeuax, G.H.R.M. 1980). 
“fetch” 
(quilômetros) 
Borda livre mínima (metros) com 
reservatório no N.A. Máx. 
Maximorum, para ventos de 80 km/h 
 < 1,6 0,9 
1,6 1,2 
4,0 1,5 
8,0 1,8 
16 2,1 
 
Tabela IV.2.3- Borda livre normalmente aceitáveis (Bureau of Reclamation, 2002). 
Fetch 
(quilômetros) 
Borda livre mínima 
(metros) 
< 1,5 1,0 
1,5 1,2 
5,0 1,5 
7,5 1,8 
15,0 2,0 
Tabela IV.2.4- Borda livre em função da extensão do espelho d’água do reservatório 
na cota do NA máximo (“fetch”) e da profundidade de água junto à barragem ( 
Eletrobrás, 2000 ). 
 
Profundidade da 
água (P) junto à 
barragem (m) 
“fetch” 
0,2 m 
“fetch” 
0,5 m 
“fetch” 
1,0 m 
“fetch” 
2,0 m 
“fetch” 
3,0 m 
“fetch” 
4,0 m 
“fetch” 
5,0 m 
P ≤ 6,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,05 1,15 1,25 
6,00 < P ≤ 10,00 1,00 1,00 1,00 1,05 1,15 1,25 1,35 
 
Tabela IV.2.5 – Dimensão da Borda Livre de barramentos de grande porte 
(Bordeuax, G.H.R.M. 1980) 
BARRAGEM Borda Livre (metros) 
N.A. Normal 
Borda Livre (metros) 
N.A. Máximo 
Água Vermelha 4,00 2,70 
Atibainha 4,00 2,00 
Cachoeira 5,50 2,00 
Capivara 5,00 3,00 
Emborcação 3,00 2,65 
Estreito 6,50 2,36 
Foz de Areia 5,00 3,50 
Ilha Solteira 4,00 3,00 
Itaipu 5,00 2,00 
Tucuruí 6,00 4,00 
Itumbiara 3,00 1,80 
Jaguará 3,50 2,50 
Marimbondo 4,20 3,14 
Paraíbuna 5,00 2,50 
Passo Real 4,00 2,90 
Promissão 3,50 2,20 
Salto Santiago 4,00 3,00 
São Simão 3,00 2,20 
Sobradinho 5,00 4,00 
 
 
 
Figura IV.2.3- Wave Deflector Wall on the Dam Crest – Section - Barragem de 
Porto Primavera 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura X – Barragem de Rejeito – Borda livre de 1,20m. Dimensionada considerando 
os recalques totais previstos e a onda máxima para uma velocidade máxima de 
70km/h na direção do fetch máximo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TALUDES DE MONTANTE 
 E JUSANTE 
 
 
“Karl Terzaghi em seu discurso de abertura, referindo-se aos 
solos residuais brasileiros, disse que os nossos técnicos estavam em 
condições de pesquisar e experimentar nas construções tal tipo de 
solo, em proveito da técnica universal. No discurso de 
encerramento, Terzaghi voltou a referir-se aos engenheiros 
brasileiros dizendo que lhes cabia a grande missão de investigar e 
descobrir as intrincadas propriedades dos solos residuais, que 
ocorriam no Brasil em escala muito maior do que em outros países 
onde se praticava a Mecânica dos Solos.“ 
“II Congresso Internacional de Mecânica dos Solos” 
“Rotterdam, 1948” 
 
 
 IV .3- TALUDES DE MONTANTE E JUSANTE 
 
 O talude de montante é a parte do maciço que vai ficar diretamente em contato 
com a água do reservatório, o que vai exigir considerações especiais na fase de 
projeto, no cálculo de sua estabilidade, e cuidados especiais para sua manutenção 
durante a fase de operação do reservatório. 
 
 A sua inclinação deve ser definida através de cálculos de estabilidade, 
considerando-se: 
1- As propriedades geotécnicas de resistência (Capítulo XX) e deformabilidade 
(Capitulo XX) do solo utilizado em seu estado compactado, em sua condição de 
umidade natural e também saturado (fase de enchimento e operação do reservatório); 
2- As fases a que o aterro vai ser submetido, que são a fase de construção, a 
fase de final da construção, a fase de operação (solo saturado) e, caso venha a 
ocorrer, fase de rebaixamento rápido do nível de água do reservatório. O 
rebaixamento rápido é uma situação crítica para o talude de montante de uma 
barragem, sendo importante sua consideração nos cálculos de estabilidade. 
Consideram-se esvaziamentos rápidos para pequenas barragens os que apresentam 
velocidades mínimas de descida do nível, de 0,15 metros por dia (Bureau of 
Reclamation, 2002). 
 
Os valores das inclinações dos taludes podem ser necessários, como em 
anteprojetos para estimativas de custos, quando ainda não se dispõe dos dados 
geotécnicos para a realização dos cálculos de estabilidade. Nestes casos é costume se 
adotar inclinações para os taludes, com base em dados de experiência de obras 
executadas. Diversos autores apresentam sugestões de inclinação, considerando-se 
diferentes tipos de solo. Para maciços de pequenas barragens a serem construídos 
com solos que dêem uma “boa” compactação e em fundações “estáveis” pode-se 
adotar em um anteprojeto a inclinação de 1 na vertical, para 3 na horizontal ( 1 : 3 
), para o talude de montante. Para o talude de jusante, considerando-seque o 
mesmo não vai estar diretamente em contato com a água do reservatório, razão pela 
qual é conhecido como o talude “seco”, para as mesmas condições citadas acima, 
pode-se adotar em um anteprojeto a inclinação de 1 na vertical para 2,5 na 
horizontal (1: 2,5 ). Por exemplo, para uma barragem com 10 metros de altura, a base 
do talude de montante deverá ter 30 metros de largura. Para a largura total da 
barragem deve-se acrescentar a largura da crista e a largura do talude de jusante. 
Neste exemplo, a base do talude de jusante deverá ter 25 metros de largura. Se 
considerarmos uma crista com 5 metros de largura, a largura total da barragem vai ser 
de 60 metros. 
Para aterros devidamente compactados de acordo com o estabelecido pelas 
normas de compactação, Eletrobrás (2000) recomenda para utilização em 
anteprojetos de pequenas barragens as inclinações de taludes, apresentadas na Tabela 
IV.3.1. 
 
 
 
 
 
Tabela IV.3.1- Inclinação de taludes ( Vertical : Horizontal ) em função do tipo de 
solo e altura da barragem (Eletrobrás, 2000 ). (Valores usuais considerando-se um 
adequada compactação do aterro e que o material da fundação não condiciona a 
estabilidade do talude – casos nos quais as fundações são mais resistentes que os 
maciços compactados das barragens ). 
Material do Aterro H ≤≤≤≤ 5,00 metros 5,00 <<<< H ≤≤≤≤ 10 metros 
Solos Argilosos Montante - 1 : 2 
Jusante – 1 : 1,75 
Montante – 1 : 2,75 
Jusante – 1 : 2,25 
Solos Arenosos Montante - 1 : 2,25 
Jusante – 1 : 2,00 
Montante - 1 : 3,00 
Jusante – 1 : 2,25 
Areias e Cascalhos Montante - 1 : 2,75 
Jusante – 1 : 2,25 
Montante - 1 : 3,00 
Jusante – 1 : 2,50 
Pedras de mão (barragens 
mistas) 
Montante – 1 : 1,35 
Jusante – 1 : 1,30 
Montante – 1 : 1,50 
Jusante – 1 : 1,40 
 
 
Para a sua construção deve-se procurar uma jazida (Capítulo VI) que forneça 
material adequado para o processo de compactação (Capítulo VI) e que após 
compactado apresente boas características de impermeabilidade (Capítulo IX), 
resistência (Capítulo XX) e de deformabilidade (Capítulo XX). 
 
Para a proteção da parte não submersa do talude de montante, contra a ação das 
ondas e da natureza, deve-se adotar procedimentos especiais, os quais são 
apresentados no Capítulo IV.4. Para a proteção do talude de jusante também se deve 
adotar procedimentos, os quais são apresentados no Capítulo IV.5. 
 
Apresenta-se na Figura IV.3.1 o talude de montante de uma barragem, e na 
Figura IV.3.2 o talude de jusante de uma barragem. 
 
 
 
Figura IV.3.1- Talude de montante de uma barragem. 
 
 
 
 
 
 
Figura IV.3.1- Talude de jusante de uma barragem. 
 
 
TERRAPLAN 
 
 
 
PROTEÇÃO DO TALUDE 
 DE MONTANTE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
IV.4- PROTEÇÃO DO TALUDE DE MONTANTE 
 
 Devido à ação das ondas que se formam no reservatório, e também das águas 
de chuva que podem vir da crista, o talude de montante deve ser protegido contra a 
erosão. 
 
 Esta proteção, geralmente é feita com rochas com tamanho suficiente para não 
serem arrastadas pelas ondas, denominadas de “rip-rap”. A proteção deve cobrir todo 
o trecho do talude, desde o seu topo, até cerca de 1m abaixo do nível de operação do 
reservatório. O “rip-rap” pode ser de dois tipos: “rip-rap” lançado ou “rip-rap” 
com pedras arrumadas. Apresenta-se na Figura IV.4.1 o talude de montante de uma 
barragem protegido por “rip-rap”. Apresenta-se na Figura IV.4.2 a colocação do “rip-
rap” em uma barragem de terra em construção. 
 
 Quando não há rocha suficiente para a construção do “rip-rap”, a proteção do 
talude pode ser feita através de: 
- Solo-cimento; 
- Revestimento de concreto; 
- Pedras rejuntadas 
 
IV.4.1- RIP-RAP LANÇADO 
 
O “rip-rap” lançado “consiste de uma camada dimensionada de blocos de pedra, 
lançada sobre um filtro de uma ou mais camadas, de modo que este atue como zona 
de transição granulométrica, servindo como obstáculo à fuga dos materiais finos que 
constituem o maciço (Figura IV.4.2). A rocha a ser utilizada deve possuir dureza 
suficiente para resistir à ação dos fatores climáticos. As pedras ou blocos utilizados 
na construção do “rip-rap” devem ter de preferência o formato alongado, evitando-se, 
tanto quanto possível, os blocos de formato arredondado. Assim, as possibilidades de 
deslizamentos são menores. A espessura da camada e o tamanho dos blocos é função 
do “fetch”. O dimensionamento recomendado do “rip-rap” é apresentado na Tabela 
IV.4.1. (Bureau of Reclamation, 2002)”. No Capítulo IV.7 apresentam-se noções de 
granulometria, filtros e transições. Na Tabela IV.4.2, apresentam-se as sugestões do 
U.S. Army Corps of Engineers, para o diâmetro médio (D50) e espessura da camada 
de “rip-rap”, mínimos, em função da altura máxima das ondas. Sob o enrocamento, 
deve ser colocada uma camada de transição, de material granular, cuja espessura 
também é função da altura da onda (Tabela IV.4.3). 
 
 
IV.4.2- RIP-RAP COM PEDRAS ARRUMADAS 
 
 No “rip-rap” com pedras arrumadas, “as pedras são arrumadas de modo a 
constituírem uma camada de blocos bem definida, preenchendo-se os vazios com 
pedras menores (Figura IV.4.3). A qualidade da pedra dever ser excelente. A 
espessura da camada pode ser a metade da dimensão recomendada no caso de “rip-
rap” lançado. (Bureau of Reclamation, 2002)”. 
 
Figura IV.4.1- Talude de montante protegido por “rip-rap”. 
 
 
Figura IV.4.2- Construção do “rip-rap” em talude de montante. 
 
Figura IV.4.3- “rip-rap” lançado (Bureau of Reclamation, 2002). 
 
 
Figura IV.4.4 - “rip-rap”- pedra arrumada (Bureau of Reclamation, 2002). 
 
Tabela IV.4.1- Dimensionamento do “rip-rap” (Bureau of Reclamation, 
2002).(inclinação – Horizontal : Vertical). 
Inclinação 
Hor. : Vert. 
Fetch 
(km) 
Espessura 
(metros) 
Pedra (kg) 
Máximo 
Pedra (kg) 
40 a 50% 
Pedra (kg) 
50 a 60% 
Pedra (kg) 
0 a 10% 
3 : 1 < 4 0,80 1.000 > 600 35 a 600 < 35 
3 : 1 > 4 1,00 2.000 > 1.000 45 a 1.000 < 45 
2 : 1 qualquer 1,00 2.000 > 1.000 45 a 1.000 < 45 
 
Tabela IV.4.2- Dimensionamento do “rip-rap” (U.S. Army Corps of Engineers, in 
Gaito,N. 2003) 
Altura máxima da onda 
(metros) 
Diâmetro médio – D50 
(metros) 
Espessura da camada 
(metros) 
0 – 0,60 0,25 0,30 
0,60 – 1,20 0,30 0,46 
1,20 – 1,80 0,38 0,61 
1,80 – 2,40 0,46 0,76 
2,40 – 3,00 0,53 0,91 
 
Tabela IV.4.3- Camada de transição sob o “rip-rap” (U.S. Army Corps of Engineers, 
in Gaito,N. 2003) 
Altura máxima da onda 
(metros) 
Espessura da camada de transição 
(metros) 
0 – 1,20 0,15 
1,20 – 2,40 0,23 
2,40 – 3,00 0,30 
 
IV.4.3- PROTEÇÃO COM SOLO-CIMENTO 
 
O solo-cimento normalmente é colocado em camadas com largura de 2,5m, em forma 
de escada. A espessura mínima recomendada para cada camada é de 0,15m. Para sua 
construção devem ser utilizados solos arenosos, com cerca de 10 a 15% passando na 
peneira de número 200, com índice de plasticidade menor que 8% (Fell et al, 1992). 
Apresenta-se na Figura IV.4.5 um desenho de um revestimento com solo-cimento e 
na Figura IV.4.6 a foto do talude de uma barragem, protegido com solo-cimento. 
 
 
 
Figura IV.4.5- Revestimento de Solo-Cimento. 
 
 
 
 
 
 
Figura IV.4.5- Revestimento do talude de montante com Solo-Cimento. 
 
IV.4.4- PROTEÇÃO COM PEDRAS REJUNTADAS 
 
 A colocação de uma camada de pedras rejuntadas com argamassa de cimento 
ou asfalto tem sido utilizada como proteção do talude de montante, apesar de não ser 
recomendável sua utilização. Não se recomenda esta prática porque a rigidez do 
sistema constituído pelas pedras rejuntadas não acompanha as deformações do 
maciço de terra. Caso seja utilizada, deve-se prever