Segurança de barragens de usinas hidrelétricas

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UNINTER 
EVERTON SILVA RIBEIRO 
ATIVIDADE PRÁTICA 1 
Segurança de Barragens de Usinas Hidrelétricas 
COLATINA – ES 
2020 
2 
EVERTON SILVA RIBEIRO 
ATIVIDADE PRÁTICA 1 
Segurança de barragens de Usinas Hidrelétricas 
Este trabalho consiste em uma pesquisa 
relacionada a tópicos com tema que envolve 
conteúdo relacionado à segurança na 
construção, conservação e operação de 
barragens hidrelétricas. 
Prof. Eng. Viviana R. Zurro MSc. 
COLATINA – ES 
2020 
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Sumário 
RESUMO ........................................................................................................... 4 
ABSTRACT ....................................................................................................... 4 
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................... 5 
2. DESENVOLVIMENTO ............................................................................... 5 
2.1. Aspectos de segurança de barragens ................................................. 5 
2.1.1. Estrutura de concreto: Produção do concreto, tratamento e 
manutenção da estrutura .................................................................................... 5 
2.1.2. Impactos socioeconómicos ............................................................. 8 
2.1.3. Impactos ambientas ....................................................................... 9 
2.1.4. Medidas necessárias para prevenção de acidentes e desastres .... 9 
2.1.5. Medidas emergenciais em caso de acidentes e desastres ........... 11 
3. CONCLUSÕES (ou CONSIDERAÇÕS FINAIS) ...................................... 12 
REFERÊNCIAS ............................................................................................... 12 
 
 
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SEGURANÇA DE BARRAGENS DE USINAS HIDRELÉTRICAS 
Autor: Everton Silva Ribeiro1 
Orientador: Prof. Viviana R. Zurro2 
RESUMO 
A presente pesquisa teve como objetivo compreender aspectos gerais da 
produção do concreto, tratamento e manutenção da estrutura das barragens de usinas 
hidrelétrica, representar os impactos socioeconômicos e ambientais, descrever quanto 
as medidas de prevenção referentes a casos de acidentes e desastres e descrever 
medidas emergenciais e plano de contingência em caso de rompimento ou aspectos 
que compromete a operação segura de barragens. 
Palavras-chave: Barragens. Hidrelétrica. Ambientais. 
ABSTRACT 
The present research aimed to understand general aspects of concrete 
production, treatment and maintenance of the structure of hydroelectric dams, to 
represent socio-economic and environmental impacts, to describe the prevention 
measures related to accidents and disasters and to describe emergency measures 
and contingency plan in the event of a breach or aspects that compromise the safe 
operation of dams. 
 
Keywords: Dams. Hydroelectric. Environmental. 
 
 
1 Graduando do Curso Bacharel em Engenharia Elétrica da Universidade UNINTER, 
2 Everton Silva Ribeiro, everton-ribeiro19@hotmail.com 
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1. INTRODUÇÃO 
 
 Barragens hídricas, também chamadas de represas ou açudes são barreiras 
artificiais construídas em cursos de rios com o intuito de reter grandes quantidades de 
água para regularização e caudal, abastecimento e produção de energia elétrica. 
Atualmente as principais fontes de energia elétrica no país são as barragens 
hidrelétricas, sendo o Brasil um dos maiores produtores do mundo nessa modalidade. 
Existem vantagens e desvantagens em relação a este tipo de produção de 
energia. Cada vez mais os impactos negativos são o centro de atenção e discussão 
em relação a segurança e impacto no meio ambiente. Mesmo sendo construções 
muito caras devido às dificuldades de construção e a exigência constante de 
manutenção, a energia gerada pelas usinas hidrelétricas é uma das mais baratas 
produzidas pelo homem. 
2. DESENVOLVIMENTO 
Podemos definir barragem de usina hidrelétrica como uma estrutura com objetivo 
de bloquear a passagem do curso de um rio, assim formando um reservatório de água. 
Sendo assim é possível a elevação do nível de água que por sua vez é criado um 
desnível possibilitando o armazenamento de massa de água criando uma fonte de 
energia de potencial que auxiliada por meio de escoamento através de conduto 
forçado direcionado a turbinas geradoras. 
2.1. Aspectos de segurança de barragens 
As barragens podem ser constituídas por concreto, terra, rochas ou podem ser 
mistas (mistura de concreto com os outros materiais). Cada um destes tipos de 
barragem é descrito com mais detalhes a seguir (Eletrobrás, 2003; Schreiber, 1978): 
2.1.1. Estrutura de concreto: Produção do concreto, tratamento e manutenção da 
estrutura 
As barragens são estruturas construídas para bloquear o curso dos rios 
representando a água e criando reservatórios, são projetadas de acordo com várias 
características específicas, tipo de terreno, jusante dos leitos do rio dentre outros, as 
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barragens podem ser de terra e rocha também conhecidas como barragem de 
enrocamento, de concreto divididas em barragem de gravidade ou barragem de arco 
e barragens de contrafortes. 
O concreto é um suprimento que os materiais que compõe a forma construtiva 
bem como a tecnologia aplicada são fatores essenciais na produção, proveniente do 
endurecimento de uma mistura resultante de cimento Portland, agregado miúdo 
(areia), agregado graúdo (brita) e água. Em alguns casos específicos necessita alterar 
alguns estágios do concreto, sendo no estado fresco ou endurecido, e pode ser 
acrescentado materiais básicos na composição como aditivos, adições, fibras e 
outros. 
Na construção de barragens os requisitos técnicos específicos devem atender 
características especiais principalmente na demanda de misturas com características 
distintas, exigindo da engenharia tecnologias dos materiais a produção de diferentes 
tipos de concretos e suas respectivas produções representadas abaixo: 
 Concreto Massa: Utilizado em barragens de gravidade ou gravidade 
aliviada, tem característica por ser resistente a compressão que define um 
dos seus principais parâmetros para o controle de qualidade. São 
produzidos a partir aglomerantes e uma preocupação é referente a textura 
do cimento utilizado, devido ao processo de hidratação e a quantidade de 
volume utilizado no processo pode gerar liberação de temperatura 
principalmente nas primeiras idades, o principal ponto de avaliação é a 
definição da granulometria do cimento para reduzir o volume de água na 
hidratação e redução do calor na hidratação, já os agregados são 
utilizados para reduzir a quantidade de água e cimento utilizado na 
produção do concreto propiciado a redução do custo de produção, a 
engenharia de mineralogia tem grande influência principalmente no 
estudo do módulo de elasticidade, coeficiente de expansão térmica e 
durabilidade dos materiais utilizados como agregado e por fim é a mistura 
que é o ponto fundamental para definir a resistência do concreto e busca 
minimizar a geração de calor durante a mistura. 
 Concreto compactado com rolo: Considerado uma evolução do concreto 
convencional com baixo consumo de cimento e redução de tempo na 
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colocação. Trata-se de uma mistura de concreto que possui uma redução 
no teor de água/cimento, é produzida em centrais de mistura que são 
transportadas em caminhões basculantes e espalhado com tratores de 
esteira e subsequente compactados com rolos em camadas inferiores a 
30 cm, não faz necessário a utilização de cimentos especiais, porem em 
casos de grandes volumes deve adotar aglomerantes com baixo calor de 
hidratação, quanto o agregado deve possuir dimensões específicas pois 
dimensões superiores a especificadas dificulta no espalhamento e 
compactação durante o processo e na produção de pontos vazios 
comprometendo a resistência e quanto a dosagem Mehta e Monteiro(2008) destaca que a compactação do solo auxilia no concreto magro 
onde o teor de água é determinante na densidade da mistura auxiliando 
na compactação e resistência, abordando uma técnica adequada de 
dosagem é crucial na determinação da resistência de cisalhamento entre 
as camadas e a baixa permeabilidade do concreto. 
 Concreto armado convencional: Possui uma resistência nas ordens de 20 
a 50 Mpa aplicado principalmente em estruturas com alta projeções de 
tração. 
 Concreto protendido: Tipo de concreto armado com armadura ativa que 
reage um pré-alongamento promovendo um auto equilíbrio de esforços 
tração e compressão no aço/concreto. 
 Concreto projetado: Utilizados principalmente em revestimentos de 
túneis, canais e estabilizações de taludes. 
 Concreto de alto desempenho: Característicos por baixa permeabilidade 
e alta resistência na ordem superior a 50 Mpa são muito utilizados em 
vertedouros pois resiste a abrasão além de possuir característica 
impermeabilizante. 
 Concreto ciclópico: Concreto convencional com a utilização do 
aglomerado de pedra amarroada, aumentando o volume e peso do 
concreto e reduzindo os custos. 
Embora na projeção e construção seja importante na definição da forma 
construtiva e tipos de concreto, um fator fundamental depois de construída e iniciado 
a operação é a manutenção das barragens, como demostrado no estudo das 
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características especificas do concreto, após a conclusão da implantação o mesmo 
ainda sofre reações químicas, uma é a alteração da temperatura devido o método 
adotado na mistura dos suprimentos. 
Segundo a (ICOLD 1994) as principais anomalias que tem observadas em 
barragens de concretos são relacionadas primeiro a fundações, fatores como 
resistência, degradação e impermeabilização nos sistemas de drenagem são afetados 
por fenômenos de erosão e de dissolução dos materiais de enchimento das 
superfícies de menor resistência dos maciços rochosos, segundo são que afetam as 
barragens, principalmente em regiões cuja a interferência da variação de temperatura 
ambiente interfere na degradação do concreto devido reações químicas devido o 
processo de expansões diferenciais e finalizando casos que afetam outros elementos 
estruturais, a degradação dos elementos de impermeabilização e as juntas de 
concretagem e de contração e mesmo as juntas especiais. 
As anomalias indicadas, podem ser detectadas através de sistemas de 
monitoramento instalado nas barragens e suas fundações, ou através de inspeções 
avaliando fissuras e possíveis infiltrações, nesses casos a identificação e intervenção 
deve ser em processo de fase inicial permitindo tomar medidas adequadas de 
manutenção corrente, bem como a programação, em tempo, de uma eventual grande 
revisão ou reparação. 
2.1.2. Impactos socioeconómicos 
Este fator avalia a severidade dos impactos socioeconômicos decorrentes da 
eventual ruptura de uma barragem, levando em consideração a existência de 
instalações residenciais, comerciais, agrícolas, industriais, de infraestrutura e serviços 
de lazer e turismo na área afetada à jusante ou instalações portuárias ou serviços de 
navegação. 
Como avaliar: verificar a existência de instalações residenciais, comerciais, 
industriais, agrícolas e serviços de navegação e turismo na área afetada pela 
barragem por meio de imagens aéreas, preferencialmente considerando o mapa de 
inundação. 
9 
Material produzido no âmbito do Convênio nº 001/ANA/2011 – SICONV nº 
756001/2011, firmado entre a Agência Nacional de Águas - ANA e a Fundação Parque 
Tecnológico de Itaipu - Brasil - FPTI. 
 
2.1.3. Impactos ambientas 
Este fator busca avaliar a área afetada pela ruptura hipotética de uma barragem 
sob o ponto de vista de impacto ambiental. É considerada a existência de áreas de 
interesse ambiental e áreas protegidas em legislação específica. 
Como avaliar: analisar as informações disponíveis no SIGEL-ANEEL e em 
sistemas de informações estaduais, como por exemplo o Geosisemanet (Minas 
Gerais), considerando impacto muito significativo quando a área afetada pela 
barragem estiver inserida em uma unidade de conservação, área indígena ou o rio 
seja classificado como de proteção permanente. 
Material produzido no âmbito do Convênio nº 001/ANA/2011 – SICONV nº 
756001/2011, firmado entre a Agência Nacional de Águas - ANA e a Fundação Parque 
Tecnológico de Itaipu - Brasil - FPTI. 
2.1.4. Medidas necessárias para prevenção de acidentes e desastres 
A Resolução normativa Nº 696, De 15 de Dezembro de 2015, estabelece critérios 
para classificação, formulação do Plano de Segurança e realização da Revisão 
Periódica de Segurança em barragens fiscalizadas pela ANEEL de acordo com o que 
determina a Lei nº 12.334, de 20 de setembro de 2010. 
A mitigação consiste na adoção de procedimentos de prevenção e preparação e 
seu funcionamento depende do estado de prontidão dos envolvidos. A prevenção 
consiste na redução da probabilidade de acorrer um acidente através de medidas 
estruturais, com obras de reforço, de aumento da capacidade de extra vazão ou de 
manutenção. Os procedimentos operacionais são compilados como Planos de 
segurança das Barragens, são guias de instruções técnicas que cada proprietário 
deve confeccionar e treinar os envolvidos afim se estabelecer medidas de proteção e 
segurança em todos aspectos relacionados a operação e manutenção das barragens. 
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Pelo lado da Defesa Civil e ANEEL, consiste no monitoramento de eventos 
causadores de desastres, a aplicação de leis penais em fatores não conforme as 
normativas vigentes de seguranças de barragens e pôr fim a preparação que consiste 
em atuar na redução do fator de vulnerabilidade. Consiste essencialmente na 
implementação de medidas não-estruturais para reduzir os danos produzidos por 
efeitos oriundos a falhas. 
Fator fundamental na eliminação de acidentes e desastres se dá no processo de 
mitigação, ações que envolve legislação, conscientização, monitoramento, 
manutenção, implementação de sistemas de alerta, elaboração de planos e 
treinamentos são de extrema importância para não causar vulnerabilidade nas 
operações contendo barragens. 
Fonte: Nota do Autor 
 
Figura 1 – Ciclo de gerenciamento de riscos e emergências 
 
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2.1.5. Medidas emergenciais em caso de acidentes e desastres 
Nessa fase, espera-se que as medidas adotadas na fase de mitigação tenham 
sido eficientes na redução das consequências e que todos os procedimentos 
preparados na fase anterior ao impacto sejam adequados e seguidos pelos 
responsáveis por sua execução. 
A resposta implica a ativação e a implementação dos planos e procedimentos de 
emergência, bem como a coordenação dos esforços de resposta, designadamente, 
na emissão de alertas e avisos; disponibilidade de informação adequada ao público; 
assistência durante e após o desastre, inclusive no cuidado a mortos e feridos, 
provendo abrigos de emergência e locais para evacuação, cuidados médicos, 
alimentação e vestuário. 
Acidentes ocorridos no século passado, já têm gerado discussão há alguns anos 
sobre os métodos aplicados à segurança de barragens no país. Cárdia (2007) cita a 
preocupação da comunidade ligada à segurança de barragens com as garantias de 
performance das estruturas quando o governo iniciou seu plano de privatizações na 
década de 1990. O autor ainda recorda a realização de eventos técnicos que visavam 
auxiliar os envolvidos na operação dessas estruturas a encontrarem um modo melhor 
de compatibilizar os objetivos da privatização, num mercado competitivo, com os 
critérios de segurança adequados. Esse desafio ainda existe como tema em 
discussão. 
Foram produzidos, então, dois importantes documentos. O primeiro, coordenado 
pela Eletrobrás, é o “Critérios de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas” (ELETROBRÁS, 
2001), e o segundo, produzido pelo Ministério da Integração Nacional (MI), é o 
“Manual deSegurança e Inspeção de Barragens” (MI, 2002). Esses manuais são 
aplicados ao projeto e à segurança das barragens, respectivamente. Ambos já 
tratavam, ainda que simplificadamente, do planejamento de ações emergenciais para 
o caso de ruptura ou acidente envolvendo as barragens, embora o foco não fosse 
esse. 
 
 
12 
 
3. CONCLUSÕES (ou CONSIDERAÇÕS FINAIS) 
Embora seja um processo técnico e específico na determinação do tipo de 
concreto utilizado nas construções de barragens, concluímos que fatores específicos 
como preparação, quantidade e tipo de mistura são determinantes na resistência física 
das barragens das hidrelétricas. 
Concluímos também, que a manutenção é um dos pilares do plano de 
contingência no gerenciamento da prevenção de riscos de acidentes e desastres, 
entretanto os órgãos fiscais estão presentes em todas as fases de operação de uma 
barragem, na construção, operação e conservação, medidas essa que produz uma 
base solida eliminando a vulnerabilidade de possíveis rompimentos ou acidentes 
gerados com barragens hidrelétrica e pôr fim a engenharia vem evoluindo e se 
modernizando com passar do tempo através de medidas tecnológicas e tomando 
exemplo de acidentes no passado que geraram impactos sociais e ambientais em 
projetos com algumas falhas na construção. 
 
REFERÊNCIAS 
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