Aula I - Barragens

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Barragens
Instalações Hidráulicas e Sanitárias II
Profª Izabela
Histórico – Obras Hidráulicas
CANAIS e LAGOS ARTIFICIAIS – Rio Nilo ~ 2.000 ac
DIQUES E CANAIS – Rio Eufrates ~ 3.000 ac
Rainha Nitócris = Piscinão
480 milhões de m³ = tornar o rio mais lento para diminuir seu ímpeto
OS CHINESES JÁ CONHECIAM OS PISCINÕES HÁ MILHARES DE ANOS
Ur Suméria - Mesopotâmia
 Histórico - Barragens 
Ao longo de 5.000 anos de História, diversas civilizações fizeram uso de barramentos nos cursos d’água para regularização de vazões, irrigação agrícola, etc;
Alguns desses barramentos continuam em operação até os dias atuais
Represa Proserpina – Mérida - Espanha
Começou a ser construída no século 1 AC;
478 m de extensão; 
21 m de altura máxima, em bom estado;
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TORRE DE CAPTAÇÃO
 Aqueduto de adução de águas para a cidade de Augusta Emérita (Mérida)
Barragens
Conceito: Estruturas destinadas a reter água, para diversos fins: geração de energia, abastecimento, irrigação e etc e por essa razão devem ser “impermeáveis” ou pelo menos dispor de elementos “impermeáveis” que contenham a água a montante - núcleo.
Princípio Fundamental: A Segurança da Barragens está no seu sistema de drenagem que tem como função conduzir a água de forma segura para jusante, pois ela sempre acaba encontrando o seu caminho seja pelo material do núcleo ou pelas fundações. 
Segurança de barragens
Malpasset = França 1959
Vajont = Itália 1963
Teton = EUA 1976
A legislação brasileira, em geral, não apresenta exigências detalhadas no que diz respeito à segurança de barragens. 
Histórico
Uma série de rupturas catastróficas, a partir da década de 50, levou diversos países a adotar medidas que garantissem a segurança de suas barragens
 Malpasset = França 1959 
 Vajont = Itália 1963
 Teton = EUA 1976
 61 metros – 423 mortes 261 metros – 2.500 mortes
A legislação brasileira, em geral, não apresenta exigências detalhadas no que diz respeito à segurança de barragens
 
AS ESTATÍSTICAS NOS MOSTRAM QUE...
Até 1950, excluindo os barramentos da China, 2,2% das barragens construídas no mundo romperam
Entre 1951 e 1986, houve redução deste número para 0,5%
Em 2009, a ANA registrou 800 acidentes ou incidentes com barragens num período de 8 anos
ADEQUAR ESTAS INFORMAÇÕES AO SLIDE.
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CASOS DE REPERCUSSÃO NACIONAL
Barragem de Orós - 1960 – Ceará
Barragem de Camará – 2004 – Paraíba
Barragem de Algodões – 2009 - Piauí
Barragem de Óros – 1960 – C eará
Altura de 54 m
1000 vidas humanas perdidas
 Barragem de Óros
Barragem de Camará - 2004
Barragem em concreto rolado, 
rio Riachão - Paraíba
Rompimento em 2004
Altura de 50 m
Comprimento de 296 m
3 mil desabrigados;
5 vidas humanas perdidas;
R$ 48,6 milhões reconstrução.
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Barragem de Camará
Ruptura envolvendo a entrada da galeria de drenagem
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Barragem Nova Camará
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Barragem de Algodões - 2009
Barragem em terra, rio Pirangi - Piauí
Altura de 40 metros
580 propriedades rurais destruídas;
30 mil animais mortos;
9 vidas humanas perdidas;
Onda de cheia alcançou 20 metros.
R$ 60 milhões em indenizações
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Barragem de Algodões
Pelo menos, um ano antes da tragédia a EMGERPI admitiu que várias fissuras foram encontradas na barragem e sempre reparadas com camadas de cimento. 
O primeiro vazamento foi detectado em junho de 2008. Em 2009, um projeto previa a reconstrução de parte da estrutura que mais tarde viria a romper, projeto que nunca foi executado.
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Brumadinho – Córrego do Feijão 
Brumadinho – Córrego do Feijão 
Barragem
UMA BARRAGEM É UMA BARREIRA ARTIFICIAL, CONSTRUIDA EM CURSOS DE RIOS, PARA A RETENÇÃO DE ÁGUA. 
A ÁGUA DO LAGO ARTIFICIAL FORMADO SERVE PARA DIVERSOS FINS COMO: 
IRRIGAÇÃO, 
CONSUMO HUMANO, 
PRODUÇÃO DE ENERGIA, 
PISCICULTURA,
LAZER,
ABASTECIMENTO INDUSTRIAL.
BARRAGEM DE TERRA
BARRAGEM DE CONCRETO
DEFINIÇAO DA FUNÇÃO DA BARRAGEM, REGIÃO A SER ATENDIDA E DISPONIBILIDADE HÍDRICA
FUNÇÃO
OBSERVAÇÃO
PRODUÇÃO DE ENERGIA
AENERGIA HIDROELÉTRICAÉ UMA DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS DE MAIOR IMPORTÂNCIA A NÍVEL MUNDIAL. A ENERGIA DA ÁGUA DOS RIOS É MAIS BEM APROVEITADA POR MEIO DE BARRAMENTOS. O BRASIL POSSUI UM GRANDE POTENCIAL HIDROELÉTRICO EM FUNÇÃO DOS SEUS ABUNDANTES RECURSOS HÍDRICOS.
ABASTECIMENTO
PÚBLICO
AS GRANDES ÁREAS URBANAS E INDUSTRIAIS TÊM MUITA NECESSIDADE DE ÁGUA, SEJA PARA CONSUMO HUMANO, SEJA PARA OS PROCESSOS INDUSTRIAIS. PARA SATISFAZER ESTA DEMANDA DURANTE O ANO TODO, É NECESSÁRIO ARMAZENAR ÁGUA, EM RESERVATÓRIOS ARTIFICIAIS CRIADOS POR MEIO DE BARRAGENS.
IRRIGAÇÃO
À SEMELHANÇA DAS BARRAGENS QUE SERVEM PARA O ABASTECIMENTO DE GRANDES ÁREAS URBANAS, TAMBÉM EXISTEM BARRAGENS PARA ABASTECER AS ÁREAS RURAIS, NÃO COM A FUNÇÃO DE SATISFAZER AS NECESSIDADES DAS POPULAÇÕES, MAS SIM PARA A REGA DOSCAMPOS AGRÍCOLAS.ESTA APLICAÇÃO SE TORNA MAIS IMPORTANTE EM REGIÕES SECAS, COMO O NORDESTE BRASILEIRO.
DEFESA CONTRA CHEIAS
PARA CONTROLAR A VAZÃO DAS ÁGUAS DOS RIOS, EM PERÍODOS DE CHUVAS INTENSAS, SÃO CONSTRUÍDAS BARRAGENS, DESTINADAS A PROTEGER OS TERRITÓRIOS A JUSANTE. O EXCESSO DE ÁGUA FICA ARMAZENADO NO RESERVATÓRIO CRIADO PELO BARRAMENTO E É LIBERADO PELOS VERTEDORES DE MANEIRA CONTROLADA.
RECREAÇÃO
NÃO HÁ GRANDES BARRAGENS QUE TENHAM SIDO ERGUIDAS EXCLUSIVAMENTE PARA ESTE FIM. PORÉM A CONSTRUÇÃO DE UMA BARRAGEM PARA OUTROS OBJETIVOS PODE TAMBÉM FOMENTAR ATIVIDADES LIGADAS AO RECREIO/LAZER, TAIS COMO A PRÁTICA DE DESPORTOS NÁUTICOS OU A CONSTRUÇÃO DEUNIDADES HOTELEIRAS. ESTA APLICAÇÃO É PARTICULARMENTE INTERESSANTE NOS MUNICÍPIOS COM VOCAÇÃO TURÍSTICA OU DE LAZER.
REJEITOS
PARA RETENÇÃO DE REJEITADOS MINEIROS. ESTA APLICAÇÃO DEVE SER CUIDADOSAMENTE ESTUDADA POIS UM BARRAMENTO DE REJEITOS PODERÁ SER CONSIDERADO ILEGAL E DEPENDENDO DAS CARACTERÍSTICAS DOS REJEITOS PODERÁ CAUSAR POLUIÇÃO NO CORPO D´ÁGUA. GRANDES ACIDENTES AMBIENTAIS FORAM CAUSADOS POR ROMPIMENTO DE BARRAGENS DE REJEITOS.
A DEFINIÇÃO DA REGIÃO ONDE SERÁ IMPLANTADA UMA BARRAGEM ESTÁ ASSOCIADA AOS SEUS OBJETIVOS E USUÁRIOS.
ESTA BARRAGEM PODE ATENDER:
A UM PROJETO DE GOVERNO, PARA PROMOVER O DESENVOLVIMENTO DE UMA REGIÃO;
 AOS INTERESSES DA INICIATIVA PRIVADA.
QUASE TODOS OS PROJETOS DE APROVEITAMENTO HÍDRICO DEPENDEM DA RESPOSTA À PERGUNTA DE QUANTA ÁGUA PODE-SE CONTAR.
OS PROJETOS PARA CONTROLE DE ENCHENTES BASEIAM-SE NOS VALORES DE PICO DO ESCOAMENTO.
OS PROJETOS QUE VISAM A UTILIZAÇÃO DA ÁGUA BASEIAM-SE NOS VOLUMES ESCOADOS AO LONGO DO TEMPO.
SÃO REALIZADOS COM BASE EM DADOS HIDROLÓGICOS.
A IMPLANTAÇÃO DE UMA BARRAGEM PRESSUPÕE QUATRO ETAPAS FUNDAMENTAIS: 
ESTUDOS INICIAIS E DE VIABILIDADE SÓCIO AMBIENTAL E ECONÔMICA, 
PROJETO,
CONSTRUÇÃO E 
 EXPLORAÇÃO/MANUTENÇÃO. 
DENTRE OS ESTUDOS REQUERIDOS INCLUEM-SE:
DEFINIÇAO DA FUNÇÃO DA BARRAGEM, REGIÃO A SER IMPLANTADA E DISPONIBILIDADE HÍDRICA;
ESTUDOS DA BACIA HIDROGRÁFICA;
ESTUDOS HIDROLÓGICOS;
ESTUDOS GEOLÓGICOS, HIDROGEOLÓGICOS E GEOTÉCNICOS;
ESTUDOS DE VIABILIDADE AMBIENTAL E SÓCIO-ECONÔMICA;
ESCOLHA DO TIPO DE BARRAGEM E DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO;
ELABORAÇÃO DO PROJETO BÁSICO E EXECUTIVO.
Tipos de barragens
CLASSIFICADAS PELA FORMA COM QUE OS ESFORÇOS MECÂNICOS IMPUTADOS PELA ÁGUA ARMAZENADA SÃO TRANSMITIDOS À FUNDAÇÃO OU PELOS MATERIAIS EMPREGADOS EM SUA CONSTRUÇÃO.
FORMA COM QUE OS ESFORÇOS MECÂNICOS IMPUTADOS PELA ÁGUA ARMAZENADA SÃO TRANSMITIDOS À FUNDAÇÃO:
 Barragens de gravidade, onde o próprio peso da barragem sustenta os esforços transmitindo-os verticalmente à fundação;
 Barragens em arco, onde o efeito arco é aproveitado para transferir os esforços lateralmente aos encontros e 
Barragem de contrafortes que contribuem para a sustentação e para a transferência dos esforços verticalmente à fundação.
QUANTO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO:
Argilas compactadas(barragens de terra); 
Rochas britadas compactadas
(barragens de enrocamento) e
Concreto (barragens de concreto). 
BARRAGEM DE TERRA (GRAVIDADE)
BARRAGEM DE CONCRETO (ARCO)
BARRAGEM DE CONCRETO (CONTRAFORTES)
Tipos de barragens
Projeto de barragens
REGIÃO ATENDIDA, BACIA HIDROGRÁFICA E LOCAL DO BARRAMENTO;
USOS A SEREM DADOS PARA A ÁGUA OU FUNÇÕES DA BARRAGEM;
VAZÕES DE PROJETO PARA CADA USO;
VAZÃO MÍNIMA PARA MANUTENÇÃO DO CORPO DE ÁGUA A JUSANTE;
DISPONIBILIDADE HÍDRICA;
CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS, HIDROGEOLÓGICAS E GEOTÉCNICAS DO SUBSOLO.
Requisitos técnicos
PROJETO DE UMA BARRAGEM E SEU RESERVATÓRIO REQUER AS SEGUINTES INFORMAÇÕES PRINCIPAIS, ESTREITAMENTE INTER-RELACIONADAS:
REGIÃO ATENDIDA, BACIA HIDROGRÁFICA E LOCAL DO BARRAMENTO;
USOS A SEREM DADOS PARA A ÁGUA OU FUNÇÕES DA BARRAGEM;
VAZÕES DE PROJETO PARA CADA USO;
VAZÃO MÍNIMA PARA MANUTENÇÃO DO CORPO DE ÁGUA A JUSANTE;
DISPONIBILIDADE HÍDRICA;
CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS, HIDROGEOLÓGICAS E GEOTÉCNICAS DO SUBSOLO.
OS PRINCIPAIS ELEMENTOS DE UMA BARRAGEM SÃO OS SEGUINTES:
 BARRAMENTOS – SUPERFÍCIES QUE LIMITAM O CORPO DA BARRAGEM A MONTANTE E A JUSANTE;
 COROAMENTO – SUPERFÍCIE QUE DELIMITA O CORPO DA BARRAGEM EM SUA FACE SUPERIOR;
 ENCONTROS – SUPERFÍCIES LATERAIS DE CONTACTO COM AS MARGENS DO RIO.
FUNDAÇÃO – SUPERFÍCIE INFERIOR DE CONTACTO COM O FUNDO DO RIO;
 DESCARREGADOR DE CHEIA OU VERTEDOURO – ÓRGÃO HIDRÁULICO PARA DESCARGA DA ÁGUA EM EXCESSO;
TOMADAS DE ÁGUA – ÓRGÃOS HIDRÁULICOS DE EXTRAÇÃO DE ÁGUA PARA UTILIZAÇÃO;
DESCARREGADOR DE FUNDO – ÓRGÃO HIDRÁULICO PARA ESVAZIAMENTO OU MANUTENÇÃO DA VAZÃO A JUSANTE;
ECLUSAS OU COMPORTAS – ÓRGÃO HIDRÁULICO QUE REGULA A ENTRADA E SAÍDA DE ÁGUA ENTRE MONTANTE E JUSANTE, PERMITINDO À NAVEGAÇÃO FLUVIAL VENCER O DESNÍVEL IMPOSTO PELA BARRAGEM;
ESCADA DE PEIXES – ÓRGÃO HIDRÁULICO QUE PERMITE AOS PEIXES VENCER O DESNÍVEL IMPOSTO PELA BARRAGEM.
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Descarregador de cheias
TOMADAS DE ÁGUA
ESCADA DE PEIXES
DESCARGA DE FUNDO
ECLUSA
DISSIPADOR DE ENERGIA
Estruturas hidráulicas de barragens