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CRITÉRIOS DE PROJETOS DE BARRAGENS Layanne Marques Rodrigues1 Vinicius André dos Santos Rosa2; Roberto Viana3 RESUMO: Desenvolver e explicar os critérios do projetos de barragens, compreendendo o barramento, as estruturas associadas e o reservatório, sua construção, segurança, prevenções e atribuições. ABSTRACT: Develop and explain the criteria of dam projects, including the dam, the associated structures and the reservoir, its construction, safety, prevention and assignments. 1Discente Curso de Eng. Civil – Centro Universitário Montes Belos – São Luís de Montes Belos – GO. Brasil. 2Docente Curso de Eng. Civil. Mestre em Engenharia Agrícola – Centro Universitário Montes Belos – São Luís de Montes Belos – GO. Brasil. 2 1. JUSTIFICATIVA 1.1. Critérios de projeto de Barragens As barragens, compreendendo o barramento, as estruturas associadas e o reservatório, são obras necessárias para uma adequada gestão dos recursos hídricos e contenção de rejeitos de mineração ou de resíduos industriais. Sua construção e operação podem, no entanto, envolver danos potenciais para as populações e os bens materiais e ambientais existentes no entorno. 1.2. Problema As causas de ruptura de barragens, na maioria dos casos, podem ser atribuídas não apenas a falhas de projeto, mas devido à falta de acompanhamento durante sua construção. Em ambos os casos pode-se afirmar que o projeto não foi elaborado e executado por profissional experiente ou por empresa devidamente habilitada. Ainda, erros podem ser atribuídos à falha humana durante as fases preliminares das investigações para o projeto (investigação geológica e geotécnica simplificada), dados e critérios de projeto deficientes, fiscalização deficiente, operação inadequada, erros de interpretação de dados do monitoramento e devido à operação indevida das estruturas hidráulicas, etc. 1.3. Objetivo Geral A segurança de barragens é um aspecto fundamental para todas as entidades envolvidas, como as autoridades legais e os empreendedores, bem como os agentes que lhes dão apoio técnico nas atividades, relativas à concepção, ao projeto, à construção, ao comissionamento, à operação e, por fim, ao descomissionamento (desativação), as quais devem ser proporcionais ao tipo, dimensão e risco envolvido. 1.4. Objetivos Específico As condições de segurança das barragens devem ser periodicamente revisadas, levando em consideração eventuais alterações resultantes do envelhecimento e deterioração das estruturas ou de outros fatores, como o aumento da ocupação nos vales a jusante. • A Lei nº 12.334, de 20 de setembro de 2010, conhecida como Lei de Segurança de Barragens, estabeleceu a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB), considerando os aspectos referidos, além de outros, e definiu atribuições e formas de controle necessárias para assegurar as condições de segurança das barragens. • A Lei de Segurança de Barragens atribui aos empreendedores e aos responsáveis técnicos por eles escolhidos a responsabilidade por desenvolver e implementar o Plano de Segurança da Barragem, de acordo com metodologias e procedimentos adequados para garantir as condições de segurança necessárias. No Brasil, os empreendedores são 3 de diversas naturezas: públicos (federais, estaduais ou municipais) e privados, sendo sua capacidade técnica e financeira também muito diferenciadas. 1.5. Normas técnicas As normas e padrões a serem utilizados na elaboração do projeto devem ser as últimas edições das Normas e Regulamentos da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT. Casos específicos e/ou omissos serão supridos pelas normas, regulamentos e padrões técnicos das organizações a seguir listadas: • American Association of State Officials– ASSHTO • American Concrete Institute – ACI • American Institute of Steel Construction- AISC • American National Standard Institute - ANSI • American Society for Testing Materials - ASTM; • American Society of Civil Engineers - ASCE • American Water Works Association - AWWA; • American Welding Society - AWS; • Associação Brasileira de Cimento Portland- ABCP; • Associação Brasileira de Geologia de Engenharia - ABGE; • Associação Brasileira de Mecânica dos Solos - ABMS; • Associação Brasileira de Recursos Hídricos- ABRH; • Association Française de Normalisation - AFNOR; • British Standards - BS; • California Department of Water Resources - CDWR; • Comissão Nacional Portuguesa de Grandes Barragens – CNPGB • Comitê Brasileiro de Barragens - CBDB; • Comité Eurointernational du Béton - CEB; • Concrete Reinforcing Steel Institute - CRSI; • Deutsches Institut für Normen - DIN; • Instituto Brasileiro de Concreto - IBRACON; • Instituto de Pesquisas Tecnológicas - IPT; • International Commission on Large Dams - ICOLD; • Laboratório Nacional de Engenharia Civil - LNEC; • Société Hydraulique Française - SHF; • United States Army Corps of Engineers - USACE; • United States Bureau of Reclamation - USBR; • United States Federal Specifications – USFS • World Bank. Operational Manual. OP 4.37 – Safety of Dams 4 1.6. Responsável pela elaboração do Projeto O responsável técnico pela elaboração do projeto deve ter registro no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia – CREA, com atribuições profissionais correspondentes e ter ART (Anotação de Responsabilidade Técnica) registrada no CREA da região onde se desenvolve o Projeto. 1.7. Painel de especialista É prática corrente no Brasil e em muitos outros países que a elaboração do projeto de grandes barragens seja acompanhada por um painel de especialistas, contratado pelo empreendedor, visando assegurar a adoção de critérios atualizados da melhor prática disponível e a adequação do projeto às condições locais. 1.8. Aspectos Gerais do Projeto Barragem, fundação e ombreiras: A barragem, assim como suas fundações e ombreiras, devem ter adequadas condições de segurança para as diferentes situações que vão ocorrer ao longo da sua vida, tais como, para situações de construção, de operação normal e também para situações extremas, associadas às ações externas (como cheias e sismos) ou às propriedades estruturais. Assim, no projeto da barragem, de sua fundação e ombreiras, devem ser consideradas situações de projeto adequadas para verificação das condições de segurança e operacionalidade, de acidente e incidente identificados, atendendo à experiência existente com obras semelhantes, bem como as características do local, e ainda: As características geométricas das estruturas; • As características, propriedades e comportamento previsto para os materiais da estrutura e da fundação, nos aspectos hidráulico, mecânico, térmico e químico; • As ações estáticas e dinâmicas, considerando suas variações ao longo da vida da barragem, e as combinações de ações mais desfavoráveis para situações de operação normal, para situações excepcionais e de construção e para eventos extremos. Os aspectos relativos ao controle das vazões através da barragem e, principalmente, através da fundação, bem como os associados ao local de implantação da obra, tais como as características topográficas, geológicas, geotécnicas e hidrogeológicas, hidrológicas, sismológicas e climáticas, além de aspectos ambientais e de utilização da obra, devem ser adequadamente ponderados na definição das características geométricas das estruturas, na seleção dos materiais para sua construção e na identificação das principais ações que irão se desenvolver ao longo da vida da barragem. Estes aspectos, que envolvem diversas áreas de atividade e muitas especializações, são apenas referidos nas presentes Diretrizes de modo a salientar a sua importância para o projeto das barragens relativamente à sua segurança. 5 1.9. Etapas dos estudos e projetos GeneralidadesO projeto, nas suas diversas etapas, deve basear-se em estudos nos quais os problemas de segurança tenham sido devidamente considerados, de acordo com o porte da barragem e com a classe de dano potencial1 associado que lhe for atribuída. A segurança das barragens deve considerar aspectos estruturais, hidráulicos, operacionais e ambientais. Estudos preliminares Na fase de Estudos Preliminares ou de Inventário são estudadas, sumariamente, alternativas de localização e de porte da barragem e do seu reservatório. São estimados, em primeira aproximação, os benefícios, os custos e os prazos de implantação das obras, bem como os impactos ambientais e os possíveis custos de mitigação desses impactos. A viabilidade ambiental do projeto é um aspecto fundamental para o seu prosseguimento em fases posteriores, com maior investimento nos estudos de base, tais como, nos levantamentos topográficos, prospecções geológicas e geotécnicas, ensaios de materiais, medições e estudos. Nessa fase devem ser mencionadas as possibilidades de a barragem servir a finalidades múltiplas, maximizando seus benefícios ambientais e sociais. A primeira fase de um projeto de barragem deve incluir uma inspeção aos locais alternativos para sua implantação, por equipe multidisciplinar, incluindo, no mínimo, engenheiros civis com experiência em geotecnia, hidráulica, hidrologia e construção e, ainda, geólogo de engenharia e especialista em meio ambiente. Em cada local alternativo recomenda-se que, nessa fase: • seja realizado um mapeamento geológico de superfície apoiado por geofotointerpretação; • o estudo hidrológico defina uma série de descargas médias mensais e seja estimada a descarga de projeto dos órgãos extravasores; • as estruturas civis e os equipamentos permanentes sejam dimensionados e quantificados com base em soluções tradicionalmente adotadas em projetos do tipo em estudo. Projeto final como construído (as built) Após a conclusão da construção, o empreendedor promoverá a obtenção de um documento que se intitulará “Projeto Final como Construído” e que será parte integrante do Plano de Segurança da Barragem. Este projeto, que deve estar disponível para análise da entidade fiscalizadora, sempre que esta assim o entenda, deve incluir: • Os elementos com interesse para a segurança da obra tal como executada, incluindo relatórios, desenhos como construído e cálculos justificativos; • Representação dos aspectos geológicos e geotécnicos da fundação da barragem e dos resultados, relativos ao seu tratamento, bem como das obras subterrâneas; • Fotografias representativas das escavações para as fundações e do seu tratamento e dos demais aspectos da construção; • Os resultados dos ensaios de materiais utilizados (concreto, solos, enrocamentos, maciço rochoso e outros materiais) e outros estudos laboratoriais efetuados e respectivos relatórios; 6 • Os cronogramas de execução dos serviços; • O plano de monitoramento e de instrumentação realmente utilizados nas obras; • Os registros das leituras da instrumentação e a das inspeções realizadas durante a construção. 1.10. Metodologia Para garantir as necessárias condições de segurança das barragens ao longo da sua vida útil, devem ser adotadas medidas de prevenção e controle dessas condições. Essas medidas, se devidamente implementadas, asseguram uma probabilidade de ocorrência de acidente reduzida ou praticamente nula, mas devem, apesar disso, ser complementadas com medidas de defesa civil para minorar as consequências de uma possível ocorrência de acidente, especialmente em casos em que se associam danos potenciais mais altos. 7 REFERÊNCIAS COMITÊ BRASILEIRO DE BARRAGENS. Auscultação e Instrumentação de Barragens no Brasil. Belo Horizonte, MG: Comitê Brasileiro de Grandes Barragens, II Simpósio Sobre Instrumentação de Barragens, Vol. I, 1996. CIVIL ENGINEERING RESEARCH ASSOCIATION (Reino Unido). Civil Engineering Research Association, Research Report No.4, 1966. COMITÉ FRANÇAIS DES BARRAGENS ET RÉSERVOIRS (França). Justification des Barrages-Poids. Paris, France: Comité Français des Barrages et Réservoirs, 2006. COMITÉ FRANÇAIS DES BARRAGENS ET RÉSERVOIRS (França). Recommandations pour la Justification de la Stabilité des Barrages-Poids. Paris, France: Comité Français des Barrages et Réservoirs, 2002. CHOW, Ven Te, MAIDMENT, D., R., MAYS, L.W.. Applied Hydrology. McGraw-Hill Book Company, International Editions, 1988.
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