Barragens de Terra: Finalidades e Planejamento

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CENTRO UNIVERSITARIO PLANALTO
UNIPLAN
BARRAGEM DE TERRA
ANA CAROLINA CORTE REAL DOS SANTOS
[0241 – a0586i8]
JONATHAN FARIAS DE ALMEIDA
[0241 – 0004286]
BRASILIA – DF
2012
INTRODUÇÃO
As barragens de terra apresentam muitas finalidades como: obtenção de energia 
elétrica; controle de cheias e regularização de vazões; navegação; abastecimento 
doméstico; irrigação; bebedouro para animais; criação de peixes; recreação, dentre 
outras.
Desde então nem só para consumo humano uma barragem se faz necessário; os 
mais diversos processos de produção fizeram com que a indústria utilizasse as barragens 
não só como geratriz, mas como local para armazenamento de resíduos da linha de 
produção.
FINALIDADE DE UMA BARRAGEM
As barragens são feitas para armazenar a maior quantidade de água possível, seja 
pluvial ou até mesmo fluvial. As duas principais finalidades de uma barragem são para 
abastecimento de água em áreas residenciais, industriais, agrícolas, e para geração de 
energia elétrica.
Atrás da finalidade de acúmulo de água pode haver motivos mais relevantes para 
a concepção de uma barragem, tais como:
Controle de cheias – devido à ocupação humana e à degradação da bacia às vezes há 
necessidade de reter temporariamente grandes volumes de água para evitar inundações;
Rejeitos de minerações – estas barragens servem para conter as águas provenientes das 
minerações, a fim de evitar que as substâncias químicas invadam os mananciais;
Correção torrencial – embora de pequeno porte destinam-se a mudar o regime do rio, 
diminuindo sua velocidade que é causadora de erosões;
Conservação de água – destinam-se a armazenar as águas pluviais ficando com uma 
reserva apta para qualquer período de carência de água;
Controle de poluição – para captação de resíduos, geralmente anexadas na barragem 
principal, com a finalidade de desviar uma parcela e estabelecer uma qualidade melhor 
ao final do curso;
Navegação – proporcionando navegabilidade em uma região para facilitar o transporte;
ELEMENTOS DE UMA BARRAGEM
Paramentos – as superfícies mais ou menos verticais que limitam o corpo da barragem: 
o paramento de montante, em contato com a água, e o paramento de jusante;
Encontros – as superfícies laterais de contato com as margens do vale;
Fundação – a superfície inferior de contacto com o fundo vale;
Descarregador de cheia – o órgão hidráulico para descarga da água em excesso na 
albufeira em período de cheia;
Tomadas de água – os órgãos hidráulicos de extração de água da albufeira para 
utilização;
Descarregador de fundo – o órgão hidráulico para esvaziamento da albufeira ou 
manutenção do caudal ecológico a jusante da barragem;
Eclusas – órgão hidráulico que permite à navegação fluvial vencer o desnível imposto 
pela barragem;
Escada de peixes – órgão hidráulico que permite aos peixes vencer o desnível imposto 
pela barragem;
Vertedouro - O vertedouro serve para escoar a água em excesso que chega ao 
reservatório durante o período de chuvas;
Necessidade de núcleo central: Quando o solo original não for de boa qualidade, 
deve ser construído um núcleo central no maciço com material granular adequado 
trazido de outro local, para evitar a infiltração de água pelo corpo da barragem.
PLANEJAMENTO
A construção de uma barragem precisa sempre passar por etapas que devem ser 
respeitadas para o êxito, e quatro etapas são fundamentais: o projeto, a construção, a 
exploração e a observação.
Há necessidade de fazer levantamentos como: topografia, mapeamento 
geológico, impacto ambiental, orçamentos e custos, e segurança, pois não só na área que 
será inundada, como todos estes fatores precisam ser levados em conta nas áreas que 
serão utilizadas para alagamentos em ocasiões que os vertedouros de emergência sejam 
abertos ou possível ruptura da barragem.
Uma das normas lançadas pela ABNT – Associação Brasileira de Normas 
Técnicas – a NBR 11682, orienta no tocante à estabilidade de taludes e encostas. 
Barragem na superfície escolhida.
Outros recursos não menos importantes para constar no planejamento são o emprego de:
- Curvímetros - instrumento empregado para a medida de distâncias gráficas; 
- Planímetros - instrumento que serve para medir as áreas das figuras irregulares 
traçadas no desenho;
- Programas de computador;
Fatores topográficos importantes que influenciam no projeto de barragens:
a) Declividades das ombreiras:
- Muito suaves e regulares: sem problemas;
- Íngremes e irregulares: problemas de ocorrência de recalques diferenciais do maciço 
compactado causando riscos potenciais de fissuramento do corpo;
Providência: sobredimensionamento dos drenos para interceptar qualquer fluxo d'água 
ao longo das fissuras, sem sobrecarga;
b) Distância e relevo das jazidas de materiais de construção e seus acessos:
- Fator econômico determinante para escolha do tipo de barragem;
c) Geometria longitudinal das encostas:
Figura 6: Forças atuantes (Fonte: http://www.eletrobras.com)
http://www.eletrobras.com/
Escolha do Local
O local deve possuir: solo estável; Não apresentar afloramentos rochosos; Ser 
um estreitamento ou uma garganta do curso d'água; Possuir pequena declividade a 
montante; Ter a montante mais espraiada possível; Não possuir nascentes; Não possuir 
estratificações salinas no leito da represa; Possibilitar o uso de água por gravidade; Estar 
próximo do ponto de extração da terra usada no aterro.
Altura da barragem
H = Hn + H1 + f
Em que:
H = altura da barragem;
Hn = altura da lâmina de água normal, m;
H1 = altura da lâmina de água dentro do ladrão gramado, m;
f = folga, m.
BARRAGENS DE TERRA
A grande vantagem da barragem de terra é que a mesma não é exigente ela 
molda-se a quase todas as fundações e, com modernas técnicas de mecânica dos solos e 
terraplanagens, aceita uma enorme variedade de solos. Existem barragens de terra com 
mais de 3km de extensão e com mais de 200m de altura. São relativamente baratas e 
não exigem pessoal muito especializado.
As barragens de terra possuem grande volume, pois funciona pelo peso do 
aterro, composto por solo que possui peso específico (1.8 a 1.9 g/cm³) menor que o do 
concreto (2.4 g/cm3). Os taludes, suaves, devem ser compatíveis com a resistência ao 
cisalhamento do material após compactação. Tem base larga para distribuir o peso e 
aumentar a seção de percolação. Podem ter seção homogênea ou zonada, dependendo da 
disponibilidade de materiais de construção nas proximidades do barramento. Nas 
barragens zonadas há um núcleo de material impermeável e duas zonas externas, em 
geral construídas com materiais mais permeáveis e mais resistentes aos deslizamentos.
As barragens de terra/enrocamento destinadas ao armazenamento permanente de 
água devem possuir um elevado grau de estanqueidade (presença de um elemento de 
vedação).
Estas barragens são construídas, via de regra, com materiais oriundos de áreas de 
empréstimo, devidamente selecionadas, que são transportados, lançados e compactados, 
com equipamentos especiais, sob rigoroso processo de controle executivo.
Possuem comumente um sistema de drenagem interna eficiente (presença de um 
elemento drenante) e coeficientes de segurança elevados, tanto para a possibilidade de 
ocorrência de erosão interna como para possibilidade de ruptura por cisalhamento 
(presença de um elemento estabilizante).
As barragens de terra/enrocamento devem ter sistemas de extravasamento bem 
dimensionados que lhes confiram elevados coeficientes de segurança contra a 
possibilidade de galgamento.
A principal desvantagem das barragens de terra, é que podem ser afetadas pelas 
condições climáticas, pois a execução dos aterros é paralizada em períodos chuvosos.
BARRAGEM DE TERRA HOMOGÊNEA
É a mais comum onde é utilizado um único tipo de solo. Os taludes, a montante 
e a jusante devem ter inclinações adequadas conforme o tipo de solo.
Deve ser construído um dreno vertical ou inclinado de areia selecionada de 
granulometria adequada ao tipo de solo utilizado, ou por brita confinadaem geotextil. 
Deve ter ainda um dreno ou tapete horizontal de areia selecionada ou brita 
confinada em geotêxtil. Constrói-se também o cut-off que é a parte do aterro que se 
insere na fundação. Quando a qualidade do solo é boa não se faz o cut-off. 
O talude de montante deve ser protegido com enrocamente (rip-rap) ou laje 
armada ou tapete asfáltico. De acordo com o fetch, que o comprimento maior da 
superfície da água da barragem e no qual incide o vento. Conforme o comprimento do 
fetch temos a espessura mínima em cm do rip rap no talude de montante.
Constituída praticamente por um único material, com permeabilidade 
suficientemente reduzida para permitir níveis aceitáveis de percolação.
As inclinações dos taludes a montante e jusante são diferentes por regra, tendo 
em vista adequarem-se aos diversos tipos de ações. No perfil homogéneo representado 
na figura I é muito provável que na base do talude de jusante ocorram ressurgências, 
caso o aterro e a fundação não garantam a necessária estanquidade. A verificarem-se 
ressurgências, haverá forças de percolação que produzirão erosão tubular interna, pelo 
que é mais frequente recorrer a um perfil homogéneo modificado.
Classificação das pequenas barragens de terra
Barragem de terra simples com corpo homogêneo.
Barragem de terra simples com corpo heterogêneo.
Barragem de terra com núcleo central.
Barragem de terra com núcleo externo.
Barragem de terra com núcleo misto.
SEGURANÇA
O aspecto da segurança é recorrente em todas as fases e etapas de construção de 
barragens devido as dimensões, a quantidade de equipamentos, a quantidade de 
profissionais e do entorno ( fauna, flora e elementos materiais).
Plantio de vegetação rasteira a evitar erosão (Fonte: http://www.cprm.gov.br)
Devido aos riscos que podem acontecer em barragens, elas devem ser projetadas, 
construídas, operadas e mantidas adequadamente, para desempenharem seguramente as 
funções a que se destinam. O objetivo de uma avaliação de segurança é determinar as 
condições relativas à segurança estrutural e operacional de uma barragem, identificando 
os problemas e recomendar tanto os reparos corretivos, restrições operacionais e 
modificações quanto às análises e os estudos para determinar as soluções para os 
problemas. Sendo assim, os dados e registros da engenharia, originados durante o 
período da construção, devem ser revistos a fim de determinar se as estruturas foram 
edificadas como projetadas. As condições encontradas durante a construção podem ter 
uma influência muito importante na segurança final de uma barragem. Muitas vezes, 
fragilidades ou deficiências podem ser identificadas pelas alterações no comportamento 
da estrutura, das fundações. Um importante instrumento para emprego na avaliação é o 
conhecimento do comportamento da barragem. Antes da vistoria, os mais recentes 
resultados da instrumentação devem ser consultados; gráficos históricos do 
comportamento e registros de percolações devem estar disponíveis durante a vistoria de 
campo, para comparação imediata quando se suspeita de um problema específico.
Pesquisa realizada no Instituto de Geociência da Universidade Federal de Minas 
Gerais (UFMG) mapeou o território brasileiro e concluiu o estudo identificando nada 
menos que 48 falhas geológicas mestras; locais onde "nascem" os terremotos.
Questões ambientais também incentivaram o desenvolvimento da ciência. A 
legislação atual obriga as empresas a realizarem uma avaliação do risco de sismicidade 
induzida antes de iniciar a construção de barragens. Isso porque a maioria dos rios cria 
seus leitos ao longo das falhas geológicas, zonas frágeis onde surgem os terremotos. 
Dessa forma, as chances de qualquer barragem estar localizada em cima de uma falha 
são grandes. A espessa coluna d'água cria tensão suplementar, e aquele tremor que só 
ocorreria depois de um século pode ser antecipado para daqui a alguns meses ou anos.
O monitoramento geológico periódico é de fundamental importância para evitar 
problemas que culminem em acidentes de altos custos e até mesmo uma catástrofe de 
grandes proporções.
CONCLUSÃO
A conclusão que se tem é que a construção de barragens além de ser um fator de 
consolidação de uma sociedade é importante também para o desenvolvimento 
sustentável, servindo como abastecimento da água potável, abastecimento para 
implementos nas cadeias produtivas das indústrias, para irrigação, e controle de resíduos 
e de enchentes, e por tanto a segurança empregada deve ter controle máximo.
BIBLIOGRAFIA
- Fundamentos da HIDRÁULICA
- pt.wikipedia.org/wiki/Barragem
- http://www.cprm.gov.br
http://pt.wikipedia.org/wiki/Barragem
http://pt.wikipedia.org/wiki/Barragem
http://pt.wikipedia.org/wiki/Barragem
http://pt.wikipedia.org/wiki/Barragem