Barragens - Apostila

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APOSTILA DE GEOTECNIA AMBIENTAL 
 
Prof. Josias Eduardo Rossi Ladeira 
 
Referência: 
TCC A 
• Guilherme Góis Marques Isabella Barbosa Pinto 
• Karolina Isabela Correa 
• Larissa Renata de Oliveira Vilela 
• Raquel Bressani Medeiros de Paula 
• Thaíz de Oliveira Aguiar 
TCC B 
• Cleber Pinheiro Ramos 
• Hione Ferreira Silva Natália Araújo de Moraes 
• Pedro Henrique Moreira da Silva Alves Neves 
• Raene Ruthele Rodrigues 
• Vanessa Helena Fernandes de Azevedo Neri 
 
UNIDADE 5 
 
Barragens de Terra e Enrocamento 
Barragens de Rejeitos de Mineração 
2 
 
 
 
1. BARRAGENS - INTRODUÇÃO 
 
 
As barragens são estruturas que vêm sendo utilizadas há centenas de anos por 
diversas civilizações. São obras que possuem diversas funções, dentre elas: 
armazenamento de água para o abastecimento humano, irrigação, dessedentação de 
animais, geração de energia, controle de cheias, recreação, piscicultura, retenção de 
resíduos e navegação. 
Estas estruturas possuem um grande potencial para causar diversos impactos 
negativos, principalmente quando ocorrem falhas em algum dos processos de 
construção ou manutenção. O rompimento de uma estrutura gera um dano muito alto 
ao vale de jusante, pois além de ocasionar impactos econômicos, ambientais e 
sociais, pode provocar também inúmeras consequências como por exemplo a 
disseminação de vidas. 
Existem no Brasil diversos barramentos, sendo que em 2015 contava-se com 
663 barragens de contenção de rejeitos de mineração e 295 barragens de resíduos 
industriais, com diversas dimensões e destinadas a diferentes usos. No Brasil, 
aproximadamente 90% da energia elétrica utilizada provém de usinas hidrelétricas, 
isso por se tratar de um país rico em recursos hídricos, o que facilita este tipo de 
produção de energia. A manutenção dessas estruturas é feita de acordo com o uso e 
tamanho, sabendo-se que algumas são mantidas seguras e estáveis, seguindo 
normas de segurança internacionais mais exigentes, enquanto outras ficam 
“esquecidas” e sujeitas a um possível rompimento da estrutura. 
Para manter a segurança dessas barragens vem sendo utilizado um método 
tradicional da engenharia baseado em normas de segurança, comprovado por um 
histórico de projetos e empreendimentos com registros de bom desempenho. Esse 
método constitui um meio efetivo de gerenciamento de risco. 
O presente trabalho tem como o objetivo introduzir o conceito de gestão de 
risco, bem como aplicação deste conceito, pela análise de métodos disponíveis para 
a identificação, análise, avaliação, mitigação e controle do risco. A pesquisa apresenta 
a importância da gestão de risco em uma barragem para evitar os possíveis acidentes 
e falhas, que acarretam em um desastre de grande escala, impactando negativamente 
o ecossistema no entorno da mesma. 
 
 
 
 
 
 
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2. ESTRUTURAS QUE COMPÕEM AS BARRAGENS 
 
Neste capítulo foi apresentada uma visão geral sobre barragens, seus métodos 
construtivos e principais formas de rompimento, destacando-se barragens de rejeito 
de minério de ferro. 
 
2.1 Princípios gerais de estruturas de barragens 
Segundo Cruz (2004), as estruturas das barragens têm por objetivo reter e 
impedir a acumulação de água, e o desafio de se projetar uma barragem está em 
controlar o fluxo de água pelo conjunto barragem/fundação. Tanto a estabilidade 
externa (taludes), como a estabilidade interna (o conjunto barragem fundação), devem 
atender aos parâmetros básicos de segurança que são estabelecidos por diversas 
condições de carregamentos e em função do tipo da obra. Desta forma, Cruz (2004) 
apresenta três princípios básicos de projeto necessários e que devem ser 
estabelecidos: 
 
• Princípio do controle do fluxo de água – está relacionado, segundo Cruz 
(2004), com a vedação a montante, da barragem e da fundação, estabelecendo todos 
os sistemas necessários para tal procedimento, tanto quanto, estabelecer métodos 
que permitam e facilitem ao máximo a jusante do eixo, o escoamento da água, 
incorporando todos os sistemas de drenagem necessários na barragem e na 
fundação. 
• Princípio da estabilidade de barramentos – tanto os materiais da fundação, 
como os espaldares das barragens devem possuir características de resistências que 
sejam compatíveis e que garantam a estabilidade do conjunto barragem\fundação 
para as diversas condições de carregamento. 
• Princípio da compatibilidade das deformações – para Meirelles (2011), as 
zonas adicionais de transição devem ser previstas para que se reduza os recalques 
diferenciais da fundação e dos matérias empregados, de forma que se obtenha uma 
boa compatibilização e compressibilidade desses materiais. 
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Na Figura 1 a seguir é apresentada a seção típica da barragem de Três Marias 
(MG) com todos os elementos que constituem o barramento, utilizada como exemplo 
para um melhor entendimento do corpo da barragem. 
 
 
 
Figura 1 - Seção típica de uma barragem de terra zonada. Barragem de Três 
Marias - MG 
 
Fonte: Adaptado de Cruz, 2006 apud Ana, 2016. 
 
Embora os princípios citados anteriormente sejam imprescindíveis em 
quaisquer projetos de barragens, Cruz (2004) afirma que as barragens possuem 
diversos tipos e são influenciadas por condicionantes locais que irão determinar a 
escolha mais adequada do perfil de barragem a se projetar. 
Dentre esses condicionantes, podem ser destacados os materiais 
disponíveis, o clima da região, geologia, hidrologia do local, os tipos de 
equipamentos e recursos de laboratório, custo de mão de obra, legislação 
local, os tipos de equipamentos e recursos de laboratório, o custo de mão de 
obra a legislação local referente a leis sociais e a segurança da obra, as 
condições econômicas, os fatores de preservação ambiental, e os prazos 
construtivos, além dos aspectos políticos e demagógicos. (SOUZA, 2004). 
 
Um fator que se torna determinante para a escolha preliminar do tipo de 
barragem mais adequada é, segundo Cruz (2004) a disponibilidade de materiais de 
construção nas proximidades do local onde será implantada a estrutura. Ainda 
segundo o autor, é importante se atentar para as barragens provenientes de 
escavações obrigatórias à construção de obras de desvio, vertedouros, canais de 
adução, tomadas d’água e casas de força. 
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Cruz (2004) afirma que nenhum material natural deve ser descartado para a 
composição da seção da barragem, pois mesmo que o volume seja relativamente 
pequeno, ele pode ser útil em zonas especificas da seção. Desta maneira, o processo 
inicial ligado as características do local deve ser confirmados e detalhados em função 
dos materiais encontrados e das características propostas para a fundação. 
De acordo com Cruz (2004), os materiais componentes da barragem podem 
ser os mais diversos possíveis. Na escolha do tipo de barragem deve-se sempre 
atentar para dois elementos fundamentais: a parte vedante e a parte que confere 
estabilidade. 
Alguns dos exemplos de tipos de barragens, segundo Cruz (2004): 
• Barragem homogênea, onde determina que o material deve apresentar 
características de vedação e resistência; 
• Barragem com núcleo interno e espaldares com maior permeabilidade e 
resistência; 
• Barragem com material impermeabilizante na zona de montante, e material 
granular ou enrocamento na zona de jusante; 
• Barragens de enrocamento por concreto. 
 
 
2.1.1 Fundação 
Cruz (2004) afirma que a fundação por sua vez, é uma condicionante marcante 
para a escolha da seção típica da barragem, pois a estrutura de uma barragem de 
solo demanda uma série de camadas, que devem ser consideradas individualmente, 
cada uma com sua peculiaridade. 
Ainda segundo o autor, os mais variados tipos de fundações podem causar 
interferências na definição das seções típicas das barragens, e por isso, relacionam- 
se alguns critérios de restrições qualitativas de materiais de fundações mais 
encontrados na natureza, bem como soluçõesque adequem as fundações às 
barragens. 
• Fundações em rocha 
Segundo Cruz (2004), os maciços rochosos não influenciam na estabilidade 
global nem nas deformações da barragem, apenas os folhetos e/ou rochas 
descontinuas de baixa resistência que e/ou que sejam expansivas, e que podem 
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condicionar a estabilidade e deformações das barragens por questões de 
permeabilidade. 
Cruz (2004) afirma que, 
A dificuldade consiste em definir permeabilidade aceitáveis para esse tipo de 
fundação. Maciços rochosos com “permeabilidade media” inferior a 5x10- 4 
cm/s não necessitam de tratamentos para redução de permeabilidade. 
Permeabilidades superiores ao valor acima devem ser reduzidas, o que 
geralmente se faz através de cortinas de injeção de calda ou argamassa de 
cimento (CRUZ, 2004). 
• Fundações em areia pura 
Quando compõe a fundação de uma barragem a areia pura requer certos 
cuidados quanto a estabilidade e estanqueidade. Segundo Cruz (2004), se tais 
fundações forem constituídas por areias finas uniformes e compactadas de forma que 
o índice de vazios seja superior ao índice de vazios críticos, os mesmos podem sofrer 
do fenômeno de liquefação, quando saturadas. Ainda que seja possível densificá-los 
por meio de choques e/ou vibrações, é preferível em muitos casos removê-los e 
substitui-los por materiais mais adequados. 
Cruz (2004) assegura que, quanto a estabilidade e deformação, as areias 
grossas e pedregulhos não são empecilho, pois, mesmo sendo pouco assentáveis, 
assentam-se rapidamente assim que carregados. A grande contrapartida é o 
problema de estanqueidade, que se faz crítico devido a permeabilidade desses 
materiais. 
Para melhor trabalhabilidade dessas areias, Cruz (2004) apresenta alguns 
métodos básicos que podem ser adotados, são eles: 
• Construção de uma barreira vertical até um material subjacente impermeável, 
de forma a reduzir a vazão pela fundação a um valor bem menor; 
• Implantação do método Cut-off impermeável; 
• Implantação de um tapete impermeável a montante, com o controle efetivo da 
água que percolará na fundação; 
• Método eficaz de drenagem de forma a conduzir uma correta percolação da 
água. 
A escolha do tipo de providencia tomar depende da quantidade de água que 
pode passar pela fundação, da profundidade da camada de areia grossa ou cascalho 
e dos materiais naturais de construção existentes no local de implantação da obra 
(CRUZ, 2004). 
 
 
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• Fundação em aluviões 
 
No que diz respeito a esse tipo de fundação, Souza (2004) cita que, 
Aluviões areno-argilosos e/ou silto-arenosos não devem em principio ter 
S.P.T menor que 7 e devem ser homogêneos, isto é, não possuir lentes de 
areia quase pura ou argilas moles. Se economicamente viáveis, devem ser 
retiradas. Caso permaneçam como fundação, cuidados especiais de projeto 
devem ser tomados no controle dos gradientes de saída no pé da barragem, 
cujo fator de segurança deve-se situar entre 3 e 5. Estes mesmos valores 
devem ser utilizados para a verificação do levantamento do terreno a jusante. 
(SOUZA, 2004) 
 
• Fundações em solo coluvionar 
Segundo Souza (2004), as dificuldades enfrentadas a esse material como 
fundação, se dá a resistência ao cisalhamento, aos descolamentos verticais e a 
permeabilidade, e por isso alguns cuidados devem ser observados, sendo estes: 
• Verificação da colapsidade do material devido as mais variadas tensões 
verticais de carregamento, que determinados por faixas de tensões, 
estabelecem as ações que serão necessárias; 
• Determinação da permeabilidade do coluvião em seus vários patamares de 
tensões; 
De forma geral, os coluviões apresentam alta porosidade e elevada 
permeabilidade quando as tensões verticais são baixas, e para que se alivie as 
vazões, é recomendável a execução do cut-off que pode ser executado com o próprio 
material compactado. Além da vedação, Souza (2004) também afirma que é 
necessário a execução da trincheira drenante vertical sempre que o nível de água de 
jusante não atinja o pé da barragem. 
• Fundações em solos residuais 
Souza (2004) salienta que este tipo de solo, se apresentarem um S.P.T maiores 
que 7, classificam-se como adequados para fundação. Quanto a deslocamentos, se 
dão quase que inteiramente durante o período construtivo e não devem ser superiores 
a 2% da altura residual. 
Quanto a permeabilidade ainda segundo Souza (2004), é esperado valores da 
mesma ordem de grandeza do material utilizado na barragem, mas embora os solos 
residuais se apresentem positivamente na utilização como fundação, são necessário 
analises mais elaboradas no que se refere a estabilidade global do maçico-fundaçao 
e caso preciso a realização de ajustes nos taludes de barragens. Além desses 
aspectos, é importante entender que os solos residuais e/ou saproliticos, se saturados, 
podem apresentar elevada sensibilidade, ocasionando perda de resistência, e em 
virtude disso, deve-se evitar o trafego de equipamentos no local bem como 
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equipamentos de escavação que necessitam ficar apoiados no fundo da cava. 
 
 
• Fundações em solo saprolítico 
Souza (2004) afirma que, 
De uma maneira geral, as fundações neste tipo de material seguem as 
mesmas recomendações quanto as de solos residuais. Apesar disso, é 
importante a caracterização de horizontes reliquiares da rocha matriz que 
possam ter influência na resistência e na permeabilidade da fundação em 
solos saprolíticos (SOUZA, 2004). 
 
 
2.1.2. Materiais de construção 
Para que se conheça e se estabeleça os materiais naturais, alguns princípios 
básicos devem ser seguidos, segundo Souza (2004): 
• Localização – A distância máxima das jazidas não deve ultrapassar a 2 km do 
local de implantação da barragem e devem estar preferencialmente localizadas dentro 
da área de inundação. Os materiais rochosos possuem grande importância e devem 
ser utilizados e aproveitados, para a implantação das estruturas de concreto ou tuneis 
de rocha, segundo Souza (2004). 
• Volume – Souza (2004) afirma que o volume de solo deverá ser no mínimo o 
dobro do volume estimado para a barragem, e no caso de materiais granulares e 
rochosos, no mínimo 1,5 vezes o volume estimado. 
A localização das jazidas, devem ser estudadas preliminarmente através de 
diversos meios e recursos. Logo após segundo Souza (2004) inicia-se a etapa de 
investigação de campo por meio de prospecções mecânicas por meio de trados, 
poços, trincheiras, etc. Essas investigações devem proporcionar amostras de cada 
material julgado homogêneo que é definida por meio da inspeção tátil visual bem como 
seu volume. 
Feito esse estudo Souza (2204) afirma que, deve-se reanalisar esses materiais 
identificados, levando em conta agora, sua utilização no corpo de barragem, 
eliminando aqueles julgados com propriedades inadequadas para utilização. Aqueles 
cujo volume são suficientes e atendem as características necessárias e adequadas 
devem se submeter a ensaios de laboratório de índice de plasticidade e granulometria, 
para a identificação de suas propriedades. 
 
2.1.3 Definição da seção típica 
Já tendo conhecimento acerca das condições de fundação bem como os 
materiais naturais disponíveis, Souza (2004) afirma que a seção típica da barragem 
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poderá então ser definida a partir de alguns critérios mínimos que levará em conta os 
requisitos mínimos de segurança, os custos e volumes em escavações abaixo do N.A., 
e estudos sobre estimativas de menores custos e volumes para fundações e sua 
estabilidade global. 
Além dos critérios gerais mencionados acima, deve-se estabelecer algumas 
definições geométricas de grande relevância e importância e que embora possam 
sofrer modificações, devem ser respeitadas e seguidas. São estes os elementos 
segundo Souza (2004): 
• Largura da crista – no mínimo 6 m e se previsto trafego, largura de 10 m; 
• Bermas no talude de jusante – as bermas tem a finalidade de reduzir a 
velocidadedo fluxo de águas pluviais e quando se tratarem dos taludes de jusantes o 
autor afirma que, os mesmos devem ser intercalados por bermas de 3 a 4 m de largura 
no mínimo, e com espaçamentos de 10 m a 15 m de altura; 
• Inclinação de taludes para proteções – ainda que as barragens sejam de 
pequenas alturas, a redução de inclinação não é aceitável em virtude da dificuldade 
de execução das diversas opções de proteções. 
Souza, (2004) afirma que quanto aos taludes de barragem, os de escavações 
de ombreiras, de fundações para execução de trincheiras, ou retiradas de materiais, 
são estabelecidos alguns critérios importantes para a concepção de projeto, sendo 
alguns deles: a altura da barragem, que são determinados em função do tipo de 
material, a inclinação, os estágios que serão determinados em projeto de acordo com 
a característica do solo. 
Além da determinação das características dos taludes, Souza (2004) ressalta 
a importância em identificar as condições de ocorrência dos níveis d’água de montante 
e jusante. Tais condições, ainda segundo o autor, devem ser cautelosamente 
avaliadas, de forma a verificar a estabilidade dos taludes, bem como as possibilidades 
reais de saturação do espaldar de jusantes e as variações de resistência dos 
materiais. 
Segundo DNOCS (1981) apud Meirelles (2011), uma análise mais complexa é 
apresentada no qual é levado em consideração para a definição dos taludes as 
condições da fundação, o tipo de solo, e as alturas de pequenas barragens. A Tabela 
a seguir demonstra esses valores. 
 
2.1.4 Sistema de vedação 
A conjugação dos sistemas de vedação e drenagem constitui a principal defesa 
das estruturas de terra a processos de erosão interna regressiva (piping) responsáveis 
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pela grande maioria dos acidentes nessas estruturas (SOUZA, 2004). 
Desta maneira, estabelecer os processos de estanqueidade se torna um dos 
requisitos básicos para determinação de uma barragem, pois nenhuma barragem será 
considerada satisfatória desde que atenda de forma suficiente o sistema correto de 
vedação. O conjunto maciço fundação bem como sua finalidade, é que admitira e 
avaliará a quantidade de água de percolação. 
Para isso, são determinados segundo Souza (2004) algumas indicações para 
que se possa elaborar os projetos de sistemas de vedação: 
• Núcleo de barragem – Para Souza (2004), o núcleo de barragem se refere como 
o próprio nome sugere, em terra-enrocamento. No caso de barragens homogêneas, 
pode-se definir um pseudo-núcleo, delimitado pelo dreno vertical ou inclinado e por 
uma linha a 45° traçada da crista da barragem pra montante 
• Injeções de calda ou argamassa de cimento – Souza (2004) afirma que tal 
procedimento será determinado a partir de critérios como: os espaçamentos dos 
furos de injeções, que será determinado em função das linhas de injeções, das 
larguras das barreiras, e a permeabilidade do material bem como sua profundidade. 
• Cut off – Para este sistema de vedação, Souza (2004) afirma que se executa o 
sistema de cut off quando se há fundações em areias, aluviões, areno-argilosos de 
granulometria heterogênea, coluvios com permeabilidade maior que o elemento 
vedante e em solos residuais e saprolíticos. 
• Diafragmas plásticos - Deverão ser utilizados nos tratamentos das fundações 
em areias e aluviões areno-argilosos ou siltosos, que se encontrarem submersos, 
quando o custo de rebaixamento d’água para execução de cut off seja excessivo 
(SOUZA, 2004). 
• Tapetes – os tapetes são elementos complementares a vedação de fundação e 
deverão atender aos critérios de permeabilidade do material, o comprimento 
mínimo e máximo necessário, bem como a altura e espessuras mínimas. Souza 
(2004) afirma que sempre que for possível, para redução do ressecamento devido 
ao sol, é indicado que os tapetes se mantenham inundados. 
 
2.1.5 Sistema interno de drenagem 
Os sistemas de drenagem constituem uma parte de extrema importância nos 
sistemas de barragens, pois é responsável por controlar os fluxos de água interna. 
Souza (2004) afirma que além do controle do fluxo, os sistemas de drenagem 
possuem importância quanto a estabilidade do espaldar de jusante, eliminando os 
efeitos das pressões neutras de percolação em toda região do eixo da barragem. Além 
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desses benefícios, a drenagem possui importância quanto ao destino final do fluxo 
tanto da barragem como da fundação, minimizando as pressões e direcionando seu 
escoamento para jusante da barragem. 
Segundo Souza (2004), os elementos principais que compõe o sistema de 
drenagem são: 
• Dreno vertical ou inclinado da barragem; 
• Dreno horizontal; 
• Dreno de saída ou de pé; 
• Trincheira drenante em fundação de ombreira; 
• Furos de drenagem na fundação. 
 
Os materiais que constituem a drenagem devem ser granulares e livres de 
matérias finos. 
Figura 2 - Esquemas de drenagem comum para barragens. 
Fonte: Meirelles, 2011 
 
Souza (2004) estabelece algumas condições consideradas mais importantes 
que devem ser seguidas e obedecidas no projeto de sistemas de drenagem 
• O dreno vertical deve se estender por toda extensão longitudinal da barragem 
até a elevação do nível d’água máximo normal de operação do reservatório. 
Este dreno segundo o autor é recomendável para barragens de no máximo 
30m, para barragens maiores, é recomendável o dreno inclinado. 
• A espessura mínima do dreno vertical é de 80 cm de forma a se prevenir 
qualquer falha devido a contaminação de solo; 
• Espessura máxima do dreno horizontal deve ser de 2 m por questões 
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econômicas. Em casos de maiores vazões, recomenda-se o “dreno 
sanduiche”; 
• Na altura do dreno de saída/de pé deve ser no mínimo igual a duas vezes a 
espessura do dreno horizontal e largura da crista mínima de 4 m; 
• As larguras e profundidades mínimas das trincheiras devem ser 0,8 m e 3 m 
respectivamente; 
• Os furos de drenagem devem ser alinhados em uma só linha e com 
espaçamento médio de 3 m até a profundidade determinada. 
 
13 
 
 
2.2 Critérios de escolha de materiais para barragem 
 
 
“Barragens são estruturas construídas transversalmente a um talvegue, com 
intuito de elevar o nível de água, controlar a vazão ou criar um reservatório de 
acumulação para algum fluído”. (Caputo,1988). 
Segundo Massad (2003) o projeto de uma barragem deve pautar-se de 
princípios elementares, como: segurança e economia. Atualmente, existem diversos 
tipos de barragens, que são caracterizados de acordo com a região em função dos 
materiais encontrados e das características locais. 
Os critérios para escolha dos tipos de materiais a serem utilizados na execução 
do projeto diverge conforme a região, isso ocorre devido às condições climáticas, 
hidrológicas e geológicas. No entanto, deve-se estabelecer uma sequência de 
atividades que permitam uma investigação adequada para obtenção de parâmetros. 
Para a escolha do material é necessário ter amplo conhecimento do tipo de 
barragem a ser adotada, da qualidade, quantidade e distância das jazidas de 
empréstimo. Sendo assim, devem-se realizar estudos geotécnicos do solo para tomar 
conhecimento das propriedades e parâmetros do material encontrado nas 
proximidades do local de implantação da obra. 
De acordo com Caputo (1988) o estudo de uma barragem, em particular, de 
sua fundação exige algumas investigações preliminares, tais como: 
Topográficas: O conhecimento das condições topográficas auxilia na 
delimitação da bacia de acumulação, além de fornecer informações da existência de 
maciços rochosos; 
Hidrológicas: Faz o levantamento do regime de escoamento das águas da 
região; 
Geológicas/geotécnicas: Trata-se das investigações do solo e maciços 
rochosos, para a análise das características físicas e mecânicas dos materiais. 
Para conhecer e compreender a fundação de uma barragem é imprescindível 
informar-se das características litológicas, hidrológicas e estruturais do terreno.Através dos ensaios de prospecção é possível conhecer a resistência, 
deformabilidade, permeabilidade e o zoneamento do solo, condicionando assim, a 
14 
 
escolha da seção típica da barragem e do tipo de tratamento a ser realizado no solo 
de fundação. 
Segundo Cruz (1996), as fundações mais comuns são divididas em sete tipos 
básicos: 
Fundações de rocha sólida: Dispõe de alta resistência e apresenta poucas 
restrições. Caso necessário, devem-se remover as camadas de rochas desagregadas, 
vedar as fendas e fraturas, uma vez que as mesmas são uma das principais 
preocupações, pois podem gerar perdas de cargas excessivas, subpressões e 
carreamento do solo entre as fraturas. Estas adversidades carecem de um tratamento 
particular, tal como: Cortinas de injeção de calda ou argamassa de cimento. 
Fundação sobre areia fina: Se o material for composto por areias finas 
uniformes, a ponto do índice de vazios ser superior ao crítico, à estrutura está 
suscetível ao fenômeno de liquefação, quando o mesmo se encontrar saturado. 
Outros problemas que podem suceder é o adensamento e o piping, tendo em vista 
esses impasses, um tratamento indispensável é o cutt-off para reduzir a vazão e o 
tapete impermeável a montante, para controlar o acesso da água na fundação. 
Fundações em aluviões: Para a utilização deste material deve-se tomar cuidado 
com o gradiente hidráulico, especialmente no pé da barragem, no qual o fator de 
segurança deve estar entre 3 e 5, a intervenção no solo depende da curva 
granulométrica do material, dado que a curva designa o tipo de tratamento. 
Fundações em solos coluvionar: Os problemas compreendidos nesse tipo de 
material estão relacionados com a resistência ao cisalhamento, deslocamentos 
verticais e permeabilidade. Deste modo é essencial verificar a colapsividade com 
diferentes tensões de carregamento e definir a permeabilidade em diversos níveis de 
tensão. Para o tratamento é recomendável a execução de cut-off . 
Fundações em solos Residuais: Utilizar quando o solo residual compreender 
um SPT maior que 7, uma vez que estabilidade global, no que diz respeito a 
deslocamentos e permeabilidade são satisfatórias neste cenário, mas caso 
necessário, realizar ajustes nos taludes das barragens. É recomendável a utilização 
de trincheiras exploratórias, para averiguar as condições da fundação e depois servir 
de cut-off para controlar o fluxo. 
Fundações em solos Saprolíticos: Em casos de solos com horizontes de baixa 
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resistência, deve-se verificar a estabilidade por meio da ruptura ao longo das camadas 
e adaptar o maciço/fundação a essas características. Conforme o custo da adaptação 
do solo para o recebimento da fundação, torna-se economicamente viável remover a 
camada que condiciona a instabilidade do conjunto. 
Fundações em solos Saprólitos: Este material é análogo ao solo saprolítico, 
tem como distinção a aparição com a rocha matriz, essas formações são mais 
permeáveis se comparadas com o saprolíticos e o solo residual. Sendo assim, 
apresenta o tratamento através de vedação e drenagem. 
 
• Definição de seção típica para o barramento 
 
 
Deve-se respeitar os critérios básicos para definição da seção típica da 
barragem, como por exemplo: o conjunto maciço- fundação deve atender aos 
requisitos aceitáveis de segurança e minimizar custos e volumes de escavações 
abaixo do N.A. 
Além disso, precisa-se respeitar as definições geométricas, mesmo que estas 
possam sofrer modificações. Sendo assim, atentar para os seguintes elementos 
fixados: largura da cristã, bermas no talude de jusante e inclinação de taludes para 
proteções. 
Quanto aos taludes da barragem e aqueles de escavações de ombreiras, de 
fundações para a execução de trincheiras ou retirada de materiais de baixa resistência 
ou colapsáveis, deve-se seguir algumas recomendações na primeira tentativa do 
projeto. 
As condições de ocorrência dos níveis d'água de montante decorrem da 
operação do reservatório e são definidos por tal operação. 
Entretanto, os níveis d'água de jusante dependem das oscilações de nível, das 
condições naturais de drenagem pelas fundações, da presença de fluxos d'água locais 
e ainda das condições de drenagem interna. 
É de suma importância verificar a interferência do N.A. 
 
16 
 
 
2.3 Estabilidade de Taludes e Fundações 
Em terrenos que não são horizontais, há esforços que são gerados, esforços 
estes denominados de tangenciais, e que por consequência geram escorregamentos 
dos taludes para regiões mais baixas. Esses escorregamentos podem ocorrer de 
maneira lenta, com ou sem uma causa imediata aparente, mas, em geral, estão 
associados a escavações, acréscimos de carga sobre taludes existentes, liquefações 
do solo provocadas por esforços dinâmicos, entre outros (MEIRELLES, 2011). 
O efeito da água nesses maciços é um dos principais responsáveis para que 
se ocorra os escorregamentos. A infiltração da água segundo Meirelles (2011), pode 
ocasionar efeitos favoráveis ao escorregamento, tais como: 
• Aumento do peso específico do solo e, portanto, da componente da força que 
atua na direção do escorregamento; 
• Diminuição da resistência efetiva do solo pelo desenvolvimento de 
poropressões; e 
• Introdução de uma força de percolação, no sentido do escorregamento. 
 
Além disso, os efeitos da água quando atingido uma certa velocidade, pode 
provocar erosões que dependendo das proporções e velocidades podem provocar 
instabilidade de grandes massas. 
Meirelles (2011) afirma que, 
A ruptura de um solo de maneira ideal é produzida pelo cisalhamento ao longo 
de uma superfície, na qual ocorre o deslizamento de uma parte do maciço 
sobre uma zona de apoio que permanece fixa. Em todos os pontos da 
superfície de ruptura, a tensão de cisalhamento atinge o valor máximo da 
resistência ao cisalhamento (MEIRELLES, 2011). 
 
Ainda segundo Meirelles (2011), para a avaliação da estabilidade de uma 
barragem o fator de segurança é definido como um fator importante contra a ruptura 
do solo, e é definido como a razão entre as forças estabilizadoras e as forças 
desestabilizadoras. Ocorre a ruptura então, quando essas forças se igualam e o fator 
de segurança se iguala a unidade. 
17 
 
 
 
 
Para a estabilidade de taludes com altura superiores a 10 m e diferentes das 
recomendadas é necessário a realização a realização de analise especiais de 
estabilidade seguindo três condições conforme Mirelles (2011) ressalta: 
• Final da construção - Meirelles (2011) afirma que as tanto as pressões totais como 
as intersticiais se aumentam devido as várias camadas de do aterro compactadas 
que proporcionam alta compressão e baixa permeabilidade. Desta maneira, as 
forças que atuam estão em função do peso do solo, do tipo do solo, e a umidade 
que por consequência geram as poropressões induzidas. 
• Reservatório máximo em operação – Segundo Meirelles (2011) os fluxos 
permanentes são ocasionados por meio dos fluxos de percolação e que ocorrem 
devido ao enchimento do reservatório. A pressão de percolação ainda segundo o 
autor é favorável a estabilidade do talude a montante e desfavorável a estabilidade 
do talude a jusante. 
• Rebaixamento rápido – O rebaixamento para o talude de montante da barragem 
confere uma situação crítica e são consideradas devido a esse rebaixamento, 
segundo Meirelles (2011) a manutenção da poropressão na condição de 
reservatório em operação de maneira a minimizar a carga estabilizadora sobre o 
talude. 
A estabilidade estará assegurada sempre que fatores de segurança obtidos nas 
análises forem iguais ou superiores a valores referenciais definidos com base em 
estudos de situações reais. (MEIRELLES, 2011). 
O Quadro a seguir por Carvalho e Paschoalin Filho (2004) apud Meirelles 
(2011) demonstra valores usuais e aceitos de fatores de segurança para cada 
condição de solicitação, estando eles entre 1,1 e 1,5. 
Quadro 1 - Fatores de segurança para verificaçãode estabilidade 
 
CONDIÇÃO DE SOLICITAÇÃO TALUDE FS 
mínimo 
Rebaixamento do reservatório (Nível Água Máximo - NA mínimo) Montante 1,1 
Regime permanente de operação 
Jusante 
Montante 
1,5 
Final de Construção 
Jusante 
Montante 
1,3 
 
Fonte: Adaptado de Carvalho e Paschoalin Filho (2004) apud Meirelles (2011) 
18 
 
 
 
 
Segundo Meirelles (2011), as pressões nos maciços variam consideravelmente 
em dois momentos, entre a fase final da construção e ao final do enchimento. A Figura 
3 citada por Dias (2010) apud Meirelles (2011), demonstra essas modelagens de 
pressões e utiliza a cor azul para menor tensão e vermelho para maior tensão, de cima 
para baixo. 
Figura 3 - Distribuições de tensões totais verticais no interior da barragem ao 
final da construção (Figura superior) e ao final do enchimento (Figura inferior) 
Fonte: Dias (2010) apud Meirelles (2011) 
 
Além da iminência de ruptura, Meirelles (2011) atesta que a barragem também 
deve ser avaliada quanto a possibilidade de adensamento, o que compromete a 
segurança devido a perda da altura e possível galgamento. Desta forma, a favor da 
segurança, é necessário que se faça um acréscimo de altura sobretudo observando 
as condições de compactação na execução da obra. 
Meirelles (2011) afirma que 
O adensamento é resultante das pressões devidas ao peso próprio e das 
cargas móveis trafegando sobre o aterro. O adensamento sempre existirá em 
um aterro, mas pode e deve ser controlado para evitar a ruptura do aterro. 
Essa ruptura pode se dar por afundamento ou por escorregamento. 
(MEIRELLES, 2011) 
 
 
 
19 
 
A Figura 4 ilustra a condição e estimativa de adensamento: 
 
 
Figura 4 - Adensamento de barragens de terra 
 
Fonte: Sandoval (2011) apud Meirelles (2011). 
 
 
A ruptura por afundamento por sua vez, está relacionado quando uma camada 
inferior do aterro possuir uma capacidade de suporte relativamente pequena e 
espessura considerável. Meirelles (2011) ressalta que, neste tipo de ruptura, o aterro 
pode recalcar por igual além de expulsar todo material sem capacidade de carga pela 
lateral, conforme a Figura 5 ilustra. 
Figura 5 - Ruptura por afundamento 
 
Fonte: Almeida S.D apud Meirelles (2011). 
 
 
 
2.3.1 Métodos de alteamentos 
Métodos de alteamentos de barragens diz respeito à forma em que um 
alteamento é disposto, a partir do dique inicial, de acordo com a necessidade da 
barragem. 
20 
 
 
 
 
• Alteamento à montante 
 
De acordo com Silva (2015), o método de alteamento a montante é o mais 
antigo, simples e econômico. Neste método é construído um aterro inicial onde os 
resíduos serão lançados em direção a montante como mostrado na Figura 6. Tais 
rejeitos se decantam e formam uma praia de deposição que futuramente será utilizada 
como fundação para o próximo alteamento. Este processo é repetido até que se atinja 
a cota prevista. 
Apesar deste método ser o mais utilizado é o mais crítico no que diz respeito a 
segurança e torna a barragem suscetível a ocorrência de fenômenos como a 
liquefação e piping. Segundo Machado (2007) citado por Freitas et al (2016), tal 
suscetibilidade pode se agravar com a ocorrência de eventos como abalos sísmicos 
ou qualquer outro fator que provoque ondas de choque que podem se propagar nas 
proximidades da barragem. 
 
Figura 6 – Alteamento à montante 
 
 
Fonte: MP Geo (2016). 
 
• Alteamento à jusante 
 
De acordo com Silva et al. (2016), o alteamento a jusante consiste a partir do 
dique inicial, onde o eixo da crista movimenta-se à jusante conforme ocorre a 
construção de novos diques, podendo ser impermeabilizados ou possuir drenagem 
interna, sendo composta por um filtro inclinado e um tapete drenante, como pode se 
observar na Figura 7. 
Fernandes (2008) citado por Silva et al. (2016) afirmam que o método de 
alteamento à jusante é considerado o mais seguro comparado com os outros métodos, 
pois há uma maior facilidade no controle de qualidade do maciço, e da posição da 
superfície freática através do sistema de drenagem interna, permitindo também o 
controle das forças de percolação com o alteamento de material menos 
21 
 
 
 
 
permeável à montante, onde as forças de percolação se dissipam a uma distância 
segura na face de jusante, sendo possível a redução do risco a liquefação dos 
materiais além de evitar o piping. Os sistemas de drenagem interna são instalados 
durante a construção da barragem e prolongados durante a construção dos 
alteamentos, sendo possível ter um controle da superfície de saturação na estrutura 
da barragem e mantendo assim a sua estabilidade. 
Espósito (1995) citado por Silva et al. (2016), afirma que o principal ponto 
positivo do método se dá devido à ausência de restrição para a altura final do 
alteamento, sendo a desvantagem o alto custo, pois a construção dos maciços exige 
uma ocupação de área maior, causando maior impacto ambiental comparado aos 
outros métodos. 
 
Figura 7 – Alteamento à jusante 
 
Fonte: MP Geo (2016). 
 
 
• Alteamento linha de centro 
 
 
Segundo Passos (2009), o alteamento linha de centro consiste na mistura dos 
métodos de alteamento à jusante e à montante, onde o alteamento se ergue 
acompanhando um eixo vertical, chamado linha de centro, sobre o rejeito depositado 
a montante e sobre o próprio barramento à jusante, conforme ilustra a Figura 8. Este 
método tenta minimizar as desvantagens entre o método de montante e o de jusante, 
sendo considerado um método intermediário, que possui mais riscos associados que 
o método de jusante e menos que o de montante. 
22 
 
 
 
 
 
Figura 8 – Alteamento linha de centro 
 
Fonte: MP Geo (2016). 
 
 
2.4 Modos de rompimento de barragens 
 
Para Oliveira e Brito (1998), os principais motivos de rompimento de barragens 
são por piping, liquefação e galgamento. Também pode ser por problemas na 
fundação, sendo este um problema diretamente construtivo. 
Por via das vezes, fenômenos naturais intensos também podem ser 
responsáveis por uma tragédia do tipo, mas no presente trabalho citou-se as três 
principais causas. 
De acordo com Collischonn (1997), o tipo de barragem é um determinante fator 
para a causa da ruptura. Por exemplo, barragens de concreto são mais suscetíveis à 
problemas estruturais ou de fundação, e barragens de terra à piping e galgamento. 
 
2.4.1 Piping (Erosão interna na forma tubular) 
De acordo com Fell et al. (2008), as rupturas por piping, também conhecido 
como erosão interna, são originadas pela erosão do solo devido à percolação da água 
através do corpo ou da fundação da barragem. Este fenômeno ocorre por erosão onde 
há formação de um canal, dando origem ao transporte de solo através do maciço de 
terra compactada de uma barragem. Este canal tende a aumentar o seu diâmetro à 
medida que a água percola pelo solo compactado. Conforme a dimensão do canal 
aberto pelo escoamento aumenta, o caudal e o poder erosivo do escoamento são 
igualmente incrementados. Este processo progressivo ocasiona geralmente que a 
seção do “tubo” ganhe tais dimensões que os materiais sobrejacentes acabam por 
entrar em colapso, formando um único canal, como mostra a Figura 9. 
Segundo Tonussi (2017), o início da formação da ruptura se dá quando ocorre 
o colapso na superfície de enrocamento e o fluxo se descontrola. A partir de então o 
23 
 
 
 
 
aumento de fluxo é muito grande, visto que não é mais um orifício, mas sim um 
canal aberto. 
Ainda de acordo com Tonussi (2017), pode-se considerar a plasticidade do solo 
como fator determinante na formação do piping. Como a ligação entre as partículas 
do solo funcionam como camada impermeabilizante, isto evita a possível formação 
das brechas e orifícios, que posteriormente se torna o ponto mais frágil à sofrer erosão. 
Portanto, afirma-se que a formação da brecha é mais provável de ocorrer em solos 
pouco coesivos ou sem coesão, do que em solos coesivos ou plásticos. 
Segundo Ladeira(2007): 
A falha por piping é um fenômeno que ocorre por erosão regressiva, onde há 
formação de um tubo, originado do carreamento de grumos de silte e argila, 
de jusante para montante no maciço de terra compactada em uma barragem. 
Esse tubo tende a aumentar seu diâmetro à medida que a água percola pelo 
solo compactado. (LADEIRA, 2007, p.6) 
A partir da década de 1990 passam a existir diversos sistemas de avaliação 
computacional com enfoque dado a projetos e construção de barragens de terra e 
enrocamento que antigamente não eram levados em considerações. Informações de 
eventuais problemas e suas respectivas causas e consequências em obras similares 
eram tratados com base na experiência do engenheiro. Todavia, com a crescente 
experiência dos engenheiros e acesso à informações e tecnologia, e também com 
problemas ocorridos durante e após a conclusão dessas obras, passou-se a valorizar 
a etapa de projeto e estudos de retroanálise, desenvolvendo padrões e formulações 
empíricas. 
O piping também pode ser originado pelo apodrecimento de raízes de árvores 
mortas, covas cavadas por insetos ou animais (NOVAK et al, 1997 e BORRI 
GENOVEZ, 2004, apud ZUFFO, 2005). Uma barragem, portanto, deve ser monitorada 
no que diz respeito à presença de animais nocivos, vegetação de porte e outros 
organismos, e ações de proteção da barragem devem ser tomadas, caso haja 
necessidade. Em geral, vegetação, árvores e matas devem ser removidas na ocasião 
de implantação de uma barragem, já que posteriormente suas raízes poderão afetar 
sua estrutura sorrateiramente e quando o problema finalmente for detectado, poderá 
ser tarde demais (SANTOS, 2005). Contudo, uma grande massa de vegetação 
também pode prejudicar a manutenção e inspeções eficientes no 
24 
 
 
 
 
maciço. É imprescindível que se note, nas inspeções visuais, a presença e atividade 
de animais. 
 
Figura 9 - Processo de rompimento por piping 
 
Fonte: USACE (2014). 
 
 
 
 
2.4.2 Galgamento do barramento 
O galgamento, também conhecido por overtopping, é um tipo de acidente que 
se dá quando a água ultrapassa a cota do coroamento da barragem e tem origem em 
ondas que se formam nela, em cheias, ou mesmo podendo ser uma consequência da 
ocorrência de sismos. 
É necessário que haja um vertedouro de capacidade apropriada para prevenir 
o extravasamento, e bem dimensionados, atribuem elevados coeficientes de 
segurança contra a possibilidade de galgamento. (USBR, 1987). Quando não bem 
dimensionados, pode ocorrer a passagem de água por cima da estrutura, o que pode 
levar ao rompimento por galgamento (nome dado a este fenômeno). 
25 
 
 
 
 
Nas barragens de aterro com ruptura por galgamento, o escoamento sobre a 
estrutura causa o corte em profundidade do coroamento e a erosão do material do 
talude de jusante. Estes processos levam à formação de uma zona frágil, tornando- 
se assim um ponto onde a barragem pode colapsar localmente, podendo o processo 
de corte em profundidade progredir até atingir a base do aterro, como mostra a Figura 
10. A princípio, a localização da zona frágil é incerta, mas como geralmente o 
escoamento se concentra na zona central da barragem (dando aí origem a maiores 
alturas de água durante o galgamento) é de prever que a ruptura se inicie nessa zona. 
Pode-se salientar, no entanto, que uma compactação deficiente em qualquer zona do 
aterro pode originar um ponto fraco que estabelecerá preferencialmente o foco de 
origem de desenvolvimento da brecha. 
Em barragens de terra, o galgamento causa um arraste de materiais e a 
posterior ruptura. No caso das barragens de concreto, um galgamento não leva à 
necessariamente uma ruptura, porém, as sobrecargas a que a barragem pode ser 
submetida podem acarretar à sua ruptura. Normalmente, as rupturas por galgamento 
devem-se a chuvas muito intensas, que produzem cheias nos cursos fluviais 
superiores à capacidade do vertedouro. Outro causa de uma ruptura por galgamento 
pode ser a ruptura a montante de outra barragem, de tal modo que a barragem de 
jusante é incapaz de verter todo volume ocorrido da barragem de montante, elevando-
se o nível para acima da cota da crista e provocando uma ruptura em cascata. No 
caso da ruptura por galgamento de uma barragem, ocasionada por chuvas intensas, 
as chuvas, e suas consequentes vazões, resultantes podem ser muito diferentes, mas 
a associação de todas as vazões geradas converge para elevar o nível acima da crista 
da barragem. 
Segundo Collischonn (1997), as possíveis causas do galgamento são: 
• Má operação do reservatório durante período de cheia; 
• Ocasião de uma cheia extraordinária, para o qual o vertedouro seja incapaz de 
verter essa cheia afluente; 
• Formação de uma onda dentro do reservatório, de origem sísmica ou 
provocada pelo deslizamento de uma grande quantidade de terra ou 
rochas provenientes de encostas. 
26 
 
 
 
 
Figura 10 - Processo de rompimento por galgamento 
 
Fonte: USACE (2014). 
 
 
2.4.3 Liquefação da estrutura do barramento 
A acomodação de rejeitos tem sido uma preocupação importante para as 
mineradoras, tendo em vista a preservação do meio ambiente. Como é de 
conhecimento, diariamente são produzidos milhares de litros de rejeitos que são 
dispostos em estruturas de armazenamento, as chamadas barragens de contenção 
de rejeito. 
Essas barragens, em grande maioria, são projetadas para receberem 
alteamentos, ou seja, construção de diques que possibilitam o aumento da capacidade 
de recebimento de rejeito da mineração. Esses diques podem ser projetados nos 
seguintes modos: à montante, à jusante e alinhado ao centro. A execução do método 
de alteamento à montante é iniciado com o dique de partida, após a conclusão os 
rejeitos são depositados à montante desse dique o que formará uma praia de rejeito 
que irá se adensar com o tempo e terá a resistência ampliada. Esse mecanismo segue 
sucessivamente até ser atingido o nível previsto de projeto conforme Figura 11. 
27 
 
 
 
 
Figura 11 - Execução de alteamento à montante. 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
 
Apesar de apresentar um processo de construção simples e de baixo custo, 
sua principal desvantagem é que velocidades de alteamento excessivas induzem a 
liquefação estática. O modo de alteamento à montante é mais suscetível à liquefação 
como apresentado a seguir. 
O fenômeno da liquefação estática de forma abreviada nada mais é do que a 
perda da resistência ao cisalhamento do material ocasionado pelo aumento da 
poropressão. Os solos mais tendenciosos a sofrerem esse fenômeno são aqueles que 
tendem a ter redução de volume sob cisalhamento (ex: areia fofa). 
De forma geral, os materiais de rejeitos de mineração são finos não plásticos e 
ou granulares, que quando dispostos de forma hidráulica tendem a criar níveis 
apresentando densidades relativamente baixas e um alto grau de saturação, o que 
favorece a ocorrência de fenômenos associados a liquefação. Tal fenômeno é muitas 
vezes ocasionado por um evento deflagrador que pode ser efeito de vibrações em 
conjunto com detonações e ou abalos sísmicos. 
Segundo Castro (1969) o primeiro esclarecimento de liquefação foi 
apresentado por Terzaghi em seu livro “Erdbaumechanik auf Bodenphysikalischer 
Grundlage” divulgado em 1925 na cidade de Viena. 
28 
 
 
 
 
Neste livro, Terzaghi afirmou que o efeito de liquefação apenas 
aconteceria no contexto em que uma estrutura de grande porte sustentada 
sobre um deposito sedimentar, apresentasse uma condição metaestável, 
ou seja, a estrutura ser capaz de perder a estabilidade através de pequenas 
perturbações. 
No que diz respeito a afirmação de Terzaghi (1925), Castro (1969) diz: 
Se o solo está saturado, o peso das partículas sólidas é 
transferido, temporariamente, para a água no momento do 
colapso. Como consequência, a pressão hidrostática em 
qualquer profundidade z aumenta o seu valor normal γwz em 
uma quantia que está próximado peso submerso γ’z do 
sedimento localizado entre a superfície e a profundidade z. 
 
A partir de medições da poropressão geradas em um carregamento 
qualquer, os conceitos e pesquisas relacionados ao efeito de liquefação 
conquistaram avanços consideráveis. Em estudos relativamente recentes 
diversos autores associaram a liquefação em depósitos de materiais 
granulares, porém pouco dos estudos estão relacionados ao potencial de 
liquefação estática (Davies et al., 2002). 
 
2.5 Avaliação dos parâmetros geotécnicos a serem monitorados, mantendo 
estabilidade de contenções de rejeitos de mineração. 
 
A presente pesquisa apresenta as instrumentações de uma barragem de 
contenção de rejeitos de mineração, visando avaliar os parâmetros geotécnicos do 
maciço da barragem. Refere-se a um estudo de caso com o objetivo de avaliar a 
estabilidade e segurança da estrutura, através de monitoramentos frequentes durante a 
vida operacional. Apesar de vários benefícios gerados pela mineração, é visível que o 
armazenamento de rejeitos nas mineradoras constitui-se em um grande desafio 
geotécnico e ambiental. 
Segundo Cruz (1996), podem ser elaboradas distintas classificações dos 
instrumentos em função do critério adotado, conforme o material onde se encontra 
instalado o medidor, conforme o princípio de funcionamento do transdutor, conforme a 
principal grandeza medida. 
O processamento de minério e extração resultam em elevadas gerações de 
resíduos, interferindo no impacto e risco ambiental grave. Devido a essas 
consequências, é necessária a utilização de uma principal ferramenta, que consiste no 
monitoramento bem planejado e controlado, visando a segurança das barragens e do 
29 
 
ambiente. 
Para Cruz (1996), entre os diversos tipos de instrumentos que podem ser 
instalados no maciço de uma barragem se destacam: indicador de nível de água, 
piezômetro de monitoramento geotécnico, marco topográfico, medidor de vazão e 
inclinômetro. 
 
• INA – Indicador de nível de água 
 
O INA objetiva a determinação da superfície freática no maciço da barragem. 
Esse instrumento é constituído por um tubo de PVC perfurado, introduzido num furo feito 
no maciço. O tubo perfurado é envolto por manta geotêxtil ou tela, e inserido no furo 
cujo espaço anelar é preenchido com areia para evitar o carreamento de solo e 
consequentemente a obstrução da seção filtrante do instrumento conforme 
demonstrado na Figura 12. 
A leitura do instrumento é realizada por meio de um equipamento que possui um 
cabo graduado de metro a metro em sua extremidade tem um sensor que emite um sinal 
sonoro luminoso ao entrar em contato com a água, determinando assim a profundidade 
em que se encontra o nível de água no maciço da barragem. 
 
30 
 
Figura 12 - Esquema do medidor de nível da água 
 
Fonte: Desenho esquemático fornecido pela empresa operadora da barragem em 
estudo. 
 
• PZ – Piezômetros de monitoramento geotécnico 
 
Este dispositivo objetiva determinar a intensidade da poropressão no maciço da 
barragem e são constituídos por um tubo de PVC inserido em um furo conforme 
demonstrado na Figura 36. Esse instrumento difere do medidor de nível d’água em 
termos construtivo e no comprimento da célula filtrante, limitado usualmente a poucos 
metros (valores típicos de 1,0 m e 1,5 m respectivamente). Dependendo do diâmetro do 
furo podem ser instalados dois ou mais instrumentos no mesmo furo. O procedimento 
para a realização da leitura é o mesmo descrito no indicador de nível d’água. 
31 
 
Figura 13 - Esquema do piezômetro 
 
Fonte: Desenho esquemático fornecido pela empresa operadora da barragem em 
estudo. 
 
Como esse monitoramento é possível determinar a intensidade da poropressao 
e verificar a perda a tensão efetiva do solo que pode ser expressa pela formula: 
 
𝜎′ = 𝜎 − 𝜇 (32) 
 
Onde: 
𝜎′: Tensão efetiva; 
𝜎: Tensão total; 
𝜇: Poropressão. 
Com a perda da tensão efetiva, o solo pode ficar mais suscetível a liquefação, o 
que poderia ocasionar a ruptura do maciço da barragem de contenção de rejeitos de 
32 
 
mineração. 
 
• MT – Marco Topográfico: 
 
O marco topográfico mostrado na Figura 14, está instalado na superfície da 
barragem, cujos deslocamentos são medidos através da topografia (teodolitos ou níveis 
de precisão, podendo ser utilizada estação total para a planimetria), tendo como 
referencial pontos fixos instalados em locais considerados indeslocáveis, próximo à área 
da barragem. O monitoramento desse instrumento objetiva a determinação dos 
deslocamentos verticais e horizontais do maciço da barragem. 
 
Figura 14 -1 Marco topográfico 
 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
 
33 
 
• MV - Medidores de vazão 
 
Os medidores de vazão (Figura 15) objetivam determinar vazões individuais dos 
drenos instalados no maciço de barragem ou somatório ao longo dos trechos ou 
totalidade da estrutura, além da determinação da vazão de percolação no maciço atrás 
da saída da drenagem interna da barragem. Os medidores de vazão podem ser de o 
tipo triangulares, retangulares ou calha parshall. 
 
Figura 15 - Esquema do medidor de vazão triangular 
 
Fonte: Fotografia dos autores. 
 
34 
 
• INC - Inclinômetro 
 
O inclinômetro (Figura 16) objetiva a medição dos deslocamentos horizontais, 
podendo ser instalado na fundação ou no maciço compactado. Este consiste em um 
conjunto de tubos de alumínio ou tubos de plástico confeccionados especialmente para 
esta finalidade, montados através de luvas telescópicas em posição vertical ou 
ligeiramente inclinada. Os tubos possuem dois pares de ranhuras que seve para guiar 
o torpedo onde fica o sensor para realizar as leituras. 
 
Figura 16 - Desenho esquemático do inclinômetro 
 
Fonte: Cruz (1996). 
 
Uma alteração dos recalques em qualquer profundidade poderia indicar o início 
de uma instabilização da estrutura. Esse monitoramento permite que se tomem ações 
de forma a prevenir um processo de ruptura do barramento. 
 
 
 
 
35 
 
CONCLUSÃO 
 
As estruturas de grande porte, assim como barragens, são potenciais 
causadores de grandes danos quando falham. Tendo em vista os desastres 
catastróficos ocorridos no Brasil entre 2015 e 2019, observa-se a necessidade da 
realização de uma melhor gestão de risco, visto que é com base nos relatórios gerado 
pelas análises que se torna possível verificar a perda de funcionalidade da estrutura 
de uma determinada barragem, e consequentemente, seu rompimento. 
Para a eficácia na avaliação e análise das possibilidades de rompimento de um 
barramento, é de suma importância o conhecimento de toda a estrutura da barragem 
em questão, como seu modo de alteamento, seu processo executivo e os resultados 
obtidos através dos ensaios. Além destes dados, se faz necessário o conhecimento 
das possíveis formas de ruptura, como piping, galgamento e liquefação, para que seja 
possível identificar a mais provável dentre eles, de acordo com a estrutura de 
barragem analisada. 
 
36 
 
REFERÊNCIAS 
 
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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13.028: Mineração - 
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drenagem interna. 2005. 96 f. Trabalho de conclusão de curso, curso de Engenharia 
Civil, Universidade Anhembi Morumbi, São Paulo, 2005. Disponível em em < 
https://pt.scribd.com/doc/266485227/BARRAGENS-232FILTROS> Acesso em 
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Brasília, Brasília, DF, 159 p., 1995. 
37 
 
 
 
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Estado Do Ceará. Fortaleza, 2007. 
 
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