ENGENHARIA CIVIL SEMINARIO V

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Araguaína 
2019 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALESSANDRO MIRANDA DE MOURA 
ALEX PEREIRA DA SILVA CARNEIRO 
JOSÉ AUGUSTO CUSTODIO OLIVEIRA 
LEANDRO BRINGEL DE SOUSA 
PEDRO MONTEIRO PALITOT 
RUI VAZ SOUSA JUNIOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SISTEMA DE ENSINO PRESENCIAL CONECTADO 
ENGENHARIA CIVIL 
PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR EM GRUPO: 
A CONSTRUÇÃO DE UMA BARRAGEM DE CONCRETO 
PARA UMA USINA HIDROELÉTRICA 
 1 
Araguaína 
2019 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR EM GRUPO: 
A CONSTRUÇÃO DE UMA BARRAGEM DE CONCRETO 
PARA UMA USINA HIDROELÉTRICA 
 
 
Trabalho textual interdisciplinar em grupo apresentado à 
Universidade Pitágoras Unopar, como requisito parcial 
para a obtenção de média semestral nas disciplinas de 
Geologia e Paleontologia; Fenômenos de transporte; 
Materiais de Construção Civil I; Resistência dos 
Materiais; Topografia e Georreferenciamento. 
 
 
Professores: Adriano e Mariana Rolim Guerra. 
 
 
ALESSANDRO MIRANDA DE MOURA 
ALEX PEREIRA DA SILVA CARNEIRO 
JOSÉ AUGUSTO CUSTODIO OLIVEIRA 
LEANDRO BRINGEL DE SOUSA 
PEDRO MONTEIRO PALITOT 
RUI VAZ SOUSA JUNIOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2 
SUMÁRIO 
 
 
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 3 
2 DESENVOLVIMENTO ......................................................................................... 4 
2.1Passo 1-Estudo Topográfico .................................................................................. 4 
2.2 Passo 2-Estudo Geológico .................................................................................... 7 
2.3 Passo 3- Estudo do Concreto Massa .................................................................. 10 
2.4 Passo 4-Especificações Mecânica dos Materiais ................................................ 11 
2.5 Passo 5- Estudo Hidrológico ............................................................................... 13 
3 CONCLUSÃO .............................................................................................................. 14 
4 REFERENCIA .............................................................................................................. 15 
 
 
 
 
 3 
1 INTRODUÇÃO 
Esse trabalho tem como desafio elaborar uma produção textual 
interdisciplinar em grupo que terá como temática a “A construção de uma barragem 
de concreto para uma usina hidroelétrica”. 
E assim compreender, analisar e interpretar cartas topográficas e 
desenvolver os cálculos de um levantamento planialtimétrico e identificaraspectos 
importantes da geologia e paleontologia nos conceitos de rochas. Iremos 
compreender todo processo para construir uma barragem de concreto de uma usina 
hidroelétrica, desde a análise do local até o estudo hidrológico da área a ser 
implantada a barragem. 
Exercitarmos nossos conhecimentos acerca da equação da 
conservação da energia e perda de carga em um escoamento interno. 
O trabalho será desenvolvido através da metodologia de revisão 
bibliográfica‚ o que irá nos proporcionar uma exemplificação do cotidiano de um 
Engenheiro Civil. 
 
 
 
 
 
 4 
2 DESENVOLVIMENTO 
A partir daqui abordaremos a construção de um Parque Industrial e 
para isso precisa-se que seja expandida a geração de energia elétrica nesta cidade. 
Pensando nisso, teremos que avaliar a viabilidade técnica da construção de uma 
usina hidroelétrica para o necessário abastecimento de energia elétrica da cidade. 
 
2.1 PASSO 1 - ESTUDO TOPOGRÁFICO 
Em estudo para levantamento da topografia do local indicado para construção 
da barragem, está localizado no Rio Bandeira, local que apresenta acidente 
topográfico relativamente acentuado, como se ver na imagem abaixo. 
 
 
Figura 1:Carta topográfica da implantação da Barragem. 
 
 
Foi levantado toda a zona a ser impactada pela barragem, levando em 
consideração as áreas que serão alagadas, a fauna e flora e número de pessoas 
afetadas pela possível construção da barragem, considerando a topografia do local 
indicado para construção da barragem. 
 
 5 
Onde após o levantamento em campo foi coletada as informações 
Planimétricas e altimétricas conforme tabela e demonstrativos abaixo: 
 
 
 Tabela 01: Levantamento Planimétrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0‚923 
0‚761 
0‚508 
0‚85 
92‚0231 
76‚0239 
50‚789 
83‚385 
 6 
Cálculos: 
Dh (A.B)= Dh= (Fs-FI). K.(100). sen² (87‚432) 
Dh (A.B)= (1‚957-1‚025). K.(100). sen² (87‚432) 
Dh (A.B)= 0‚923.100. sen² (87‚432) → sen² (87‚432)= 0‚997 
Dh (A.B)= 92‚0231 
Dh (B.C)= Dh= (Fs-FI). K.(100). sen² (91‚324) 
Dh (A.B)= (3‚487-2‚726). K.(100). sen² (91‚324) 
Dh (A.B)= 0‚761.100. sen² (91‚324) → sen² (91‚324)= 0‚999 
Dh (A.B)= 76‚0239 
Dh (A.B)= Dh= (Fs-FI). K.(100). sen² (89‚312) 
Dh (A.B)= (2‚342-1‚834). K.(100). sen² (89‚312) 
Dh (A.B)= 0‚508.100. sen² (89‚312) → sen² (89‚312)= 0‚9998 
Dh (A.B)= 50‚789 
Dh (A.B)= Dh= (Fs-FI). K.(100). sen² (82‚13) 
Dh (A.B)= (1‚873-1‚023). K.(100). sen² (82‚13) 
Dh (A.B)= 0‚85.100. sen² (82‚13) → sen² (82‚13)= 0‚981 
Dh (A.B)= 83‚385 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 7 
2.2 PASSO 2- ESTUDO GEOLÓGICO 
O filito é uma rocha metassedimentar que é basicamente constituída de 
Sericita, caulinita e quartzo, é muito utilizado para compor cerâmicas. Encontra-se 
na natureza com diversas colorações, como branco, roxo, creme, cinza, rosado e 
preto, tem a granulação fina, e origina-se em geral de material argiloso, por 
dinamometamorfismo e recristalização. 
 
 
 
 
O quartzito é uma rocha metamórfica, tendo como maior parte da sua 
formação o quartzo, mas contendo também outros materiais como moscovita, biotita, 
Sericita, turmalina e dumortierita , a sua origem se dá com vários processos 
metamórficas que dão desenvolvidos pelas rochas sedimentares. Tendo como 
característica alta resistência mecânica, o quartzito resistem á fortes pressões, e tem 
alta resistência a produtos químicos. 
 
 8 
 
 
O arenito são rochas sedimentares que produz a matriz fina e é formado por 
pequenas partículas que tem o tamanho de uma areia, o tamanho da areia pode 
mudar o nome do arenito, denominando como arenito grosso, arenito médio ou fino. 
Com o passar do tempo fragmentos ou sedimentos vão se acumulando, onde a 
camada de cima vai dando pressão na camada de baixo, e essa pressão acaba por 
cimentar e endurecer os fragmentos, formando assim o arenito, geralmente as 
rochas de granito se desintegram aos poucos e as partículas de areias vão ficando 
debaixo da água, de rios, mares ou lagos, e com a pressão acaba sendo 
sedimentada e formando o arenito. 
 
Existem as rochas foliadas e não foliadas, as rochas foliadas como por 
exemplo o Filito, são rochas formadas a partir de vários minerais que são 
submetidos a uma tensão no processo de recristalização, alterando a alteração dos 
 9 
cristais alongados e lamelares, ficando perpendiculares a orientação da tensão. 
Formando assim uma lâmina da rocha com as cores dos minerais que a formam. Já 
as rochas não foliadas são formadas a partir de apenas um mineral, não apresentam 
deformações visíveis como as rochas foliadas e tem aparências cristalinas, um 
exemplo de rocha não filiada é o quartzito. 
 
Em algumas rochas é possível encontrar
fósseis presentes na sua formação a 
maioria dos fósseis são encontrados em rochas sedimentares, por questão da 
temperatura mais baixa e da pressão mais suave que permite a preservação de 
formas de vidas passadas. Geralmente essa preservação acontece por questão da 
lama, e de sedimentos que misturados com água acabam envolvendo os animais ou 
plantas, e misturando com alguns minerais e outras partículas ao longo do tempo 
vão endurecendo, as partículas pequenas de barro e argilas conseguem preservar 
pequenos detalhes dos organismos encontrados. 
 
No arenito é possível encontrar fósseis, mas como ele é arenoso e não tão 
fino quanto o custo as formas de vidas encontradas neles não são delicados, 
podendo encontrar fósseis de animais maiores, como dinossauros e algumas 
plantas. Existem rochas em que não são encontrados fósseis, isso ocorre porque 
sofrem muita pressão e calor, impossibilitando a preservação dos fósseis nessas 
rochas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 10 
2.3 PASSO 3 - ESTUDO DO CONCRETO MASSA 
A preparação do concreto para uma barragem não é tão simples, é 
fundamental que se estude quais são os cuidados que devem ser tomados nessa 
construção e também na escolha dos materiais. 
 
Em obras de grandes portes‚ como nas barragens utiliza-se o que 
chamamos de concreto massa, isso quer dizer que, grandes volumes de concreto 
são aplicados. Junto com esses grandes volumes pode-se surgir inúmeros 
problemas, caso não seja levando em consideração aspectos relevantes na escolha 
dos materiais‚ como os cuidados com o calor de hidratação e as variações 
volumétricas podem causar inúmeros danos. 
 
Para a construção de barragens e hidrelétricas, o concreto deve ser 
demonstrando de maneira que torne mínimo o impacto térmico (o que possibilita 
fissuras); permitindo a capacidade executiva e garantindo a resistência adequada. A 
solução tem que atender requisitos como permeabilidade e reduzido consumo de 
clínquer. 
O cimento que deve ser utilizado na construção da barragem é o 
cimento Portland de alto-forno (Cimento CP III) que contém maior quantidade de 
escória, o que lhe confere propriedades como: menor liberação de calor ao reagir 
com a água e alta resistência a ambientes mais agressivos‚ onde há presença de 
ataque de sais e outros produtos químicos (CIMENTO MONTES CLARO, 2016). 
 
Assim o Cimento Pozolânico (Cimento CP IV) também pode ser 
utilizado, conhecido por que tem mais adição desse tipo de material pozolânico na 
sua formulação. Trata-se de um concreto menos permeável, com maior durabilidade 
costuma ser aplicadas na concretagem de grandes peças, na construção de 
barragens, estruturas em contato com o mar, como pontes e em ambientes com 
muita umidade, como galerias de esgoto e tubulações por baixo da terra (PUGLIESI, 
2019). 
 
 11 
2.4 PASSO 4 - ESPECIFICAÇÕES MECÂNICA DOS MATERIAIS 
O concreto é a mistura adequada de cimento, agregados e agua cuja 
características diferem substancialmente daquelas apresentadas pelos 
elementos que o constituem. 
 
Sua massa especifica para efeito de cálculo, pode-se adotar para o 
concreto simples o valor 2400kg/m3 e para concreto armado 2500kg/m3. 
 
Alguns fatores influenciam nas propriedades do concreto: 
 Tipo de cimento e quantidade 
 Qualidade da agua e relação agua-cimento 
 Tipos de agregados, granulometria e relação agregado-cimento 
 Presença de aditivos e adições 
 Procedimento e duração de mistura 
 Condições e duração de transporte e lançamento 
 Condições de adensamento e de cura 
 Forma e dimensões dos corpos-de-prova 
 Tipo e duração do carregamento 
 Idade do concreto; umidade; temperatura e etc. 
 
As propriedades mecânicas do concreto são resistência à compressão, 
resistência a tração e modulo de elasticidade. Essas propriedades são 
determinadas a partir de ensaios, executados e condições especificas. 
Geralmente os ensaios são realizados para controle da qualidade e 
atendimento as especificações. 
 
 Levando em consideração que para a construção da barragem será 
utilizado concreto, é fundamental avaliar mecanicamente este material. Para isso, 
torna-se necessário conhecer as características e propriedades deste material. 
 
 
É importante relembrar que a mistura em proporção adequada de 
 12 
cimento, agregados e água resultam num material de construção, ‘o concreto’, cujas 
características diferem substancialmente daquelas apresentadas pelos elementos 
que o constituem. 
 
Assim podemos classificar o concreto como sendo materiais 
compósitos ou conjugados por se tratar de uma combinação de dois ou mais 
materiais (NEVILE‚ 2016).A resistência do concreto pode ser aumentada através de 
um reforço adicional com vergalhões, arames, barras ou malhas de aço 
(CARAM‚2019). 
 
A resistência está alistada com tensão máxima necessária para 
originar a ruptura. Mesmo sem sinais aparentes de fratura externa, o corpo de prova 
é considerado rompido quando não aguenta uma carga maior, isso devido ao estado 
adiantado da fissuração interna atingida (MEHTA; MONTEIRO, 2014).Tem como 
valor referencial de fck de 30 Mpa. 
 
De acordo com Isaia (2011) a resistência do concreto à tração é uma 
importante característica desse material,porque os esforços solicitantes aplicam 
tensões e deformações de tração nos elementos estruturais deconcreto armado. 
Esse conhecimento é importante na determinação da fissuração(momento fletor de 
primeira fissura e verificação da abertura da fissura), no dimensionamento das vigas 
àforça cortante e na resistência de aderência entre o concreto e a barra de 
aço.Possui um valor nominal de 30 Mpa. 
 
Já o módulo de elasticidade do concreto pode ser descrito como a 
relação entre a tensão aplicada e a deformação instantânea dentro de um limite 
proporcional adotado, e é dado pela declividade da curva tensão-deformação sob 
carregamento uniaxial (MEHTA; MONTEIRO, 2014). 
 
 
2.5 PASSO 5 - ESTUDO HIDROLÓGICO 
Assim no projeto de uma usina hidroelétrica deve-se aplica o 
 13 
Princípio de Conservação de Energia nas etapas que ocorrem desde o 
represamento de água, que impulsiona o funcionamento das pás de turbinas, 
levando à transformação de energia mecânica à energia elétrica, nas unidades 
geradoras, 
 
a) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Re=P.v.d 
M 
P= Massa especifica 
M= Viscosidade 
V= Velocidade 
D= Diâmetro da tubulação 
Re= 1000×0‚53 m/s× 0‚01m 
 1000×10˙³ 
Re= 5300 
Re› 2000→ O ESCOAMENTO SERÁ TURBULENTO. 
Ph= ᵞ QH= PgQH 
ᵞ= Peso específico em (N/m³) 
Q= Vazão em volume (m³/ s) 
H= Altura de queda 
Ph=Potência hidráulica 
G= Gravidade= 9‚81 m/s 
S= Massa específica 
Ph=104 N/m³ × 120m 
Ph=12000000 W 
Sabendo que tem uma eficiência de 85% subtende que: 
12000000--›100% 
 x ------›85% 
1020000000=100x 
x=1020000000 
 100 
x= 1020×10³ 
Então a Ph da turbina será de 1020×10³ W. 
 14 
3 CONCLUSÃO 
 
Com consequência almejamos os nossos objetivos, analisamos a 
área em que nos foi dado para a implantação da usina hidroelétrica. 
A partir da análise topográfica, seguimos para a análise de geológica 
do terreno onde conseguimos descobrir os tipos de rochas naquela área, depois 
dessa analise vimos que alguma rochas poderíamos encontrar fosseis, por este 
motivo fizemos analises profundas de como preservar estes fosseis e assim 
tornarem patrimônio municipal, após estudamos o melhor concreto a ser usado na 
concretagem da nossa barragem, depois fizemos um
estudo da resistência dos 
matérias que utilizamos, para sabermos a durabilidade e consistência da nossa 
barragem e por fim fizemos o estudo hidrológico para entendermos qual o tipo de 
escoamento da barragem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 15 
REFERÊNCIAS 
CIMENTO MONTES CLARO (Brasil) (Emp.). Os tipos de cimento corretos para 
cada obra. 2016. Disponível em: <https://cimentomontesclaros.com.br/tipos-de-
cimento-para-cada-obra/>. Acesso em: 17 fev. 2019. 
ISAIA, G.C. (ed.). Concreto: Ciência e Tecnologia. São Paulo, Instituto Brasileiro do 
Concreto (IBRACON), 2v, 2011. 
MEHTA, P. Kumar; MONTEIRO, J. M. Paulo. Concreto: microestrutura, 
propriedades e materiais. 2 ed. São Paulo: IBRACON, 2014. 
NEVILLE, A. M. Propriedades do concreto. 5 ed. Porto Alegre: Bookman, 2016. 
PORTAL SÃO FRANCISCO (Comp.). Rochas. Disponível em: 
<https://www.portalsaofrancisco.com.br/geografia/rochas>. Acesso em: 08 mar. 
2019. 
PUGLIESI, Nataly. Cimento: diferentes tipos e aplicações. Disponível em: 
<https://www.aecweb.com.br/cont/m/rev/cimento-diferentes-tipos-e-
aplicacoes_11959_0_1>. Acesso em: 26 fev. 2019. 
SO BIOLOGIA (Comp.). Rochas sedimentares. 2008. Disponível em: 
<https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Solo/Solo5.php>. Acesso em: 8 fev. 2019. 
<https://cristaiseminerais.com/tipos-de-rochas-que-podemos-encontrar-fosseis/> 
 
<https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Solo/Solo5.php> 
 
<http://dcmg.com.br/produtos/quartzito/> 
 
<https://www.conhecimentogeral.inf.br/filitos/> 
 
Bibliografia. Estrutura de Concreto, Libânio M. Pinheiro, Cassiane D. Muzardo, 
Sandro p. Santos, 2004: 
 
Introdução à engenharia metalúrgica, Nestor Cezar Heck / UFRS - DEMET