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UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA DISCIPLINA: BARRAGENS E DIQUES DOSCENTE: CLÁUDIO PEREIRA DISCENTES: LEONARDO TERCEIRO DE CARVALHO CAMILA DANDARA DANIELA FERNADES VINICIUS FELIPE MESSIAS DE QUEIROZ CURSO: ENGENHARIA CIVIL, 10º PERÍODO. BARRAGENS E DIQUES PORTO VELHO OUTUBRO/2020 UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA Introdução Barragens são estruturas projetadas por engenheiros, utilizadas como reservatório para conten- ção e acumulação de substâncias líquidas ou de mistura de líquidos e sólidos provenientes do processo de beneficiamento de minérios. As barragens foram, desde o início da civilização, fundamentais ao desenvolvimento da espécie humana. A sua construção visava sobretudo a combater a escassez de água no período seco de forma mais ou menos empírica. Em nível mundial, algumas das barragens mais antigas de que há conhecimento situavam-se, por exemplo, no Egito, Médio Oriente e Índia. A primeira barragem de relativo grande porte que se tem conhecimento é a da represa de Sadd- al-Kafara, no Egito. Ela foi operada por volta de 2500 AC e teve 15 anos para sua construção). Se- gundo o historiador Heródoto, essa barragem se deve a Menes, unificador dos reinos do alto e baixo Nilo. Sua finalidade era proteger Mênfis das inundações de alguns afluentes (“wadis”) do rio Nilo. Na Índia, apareceram barragens de aterro de perfil homogêneo com descarregadores de cheias para evitar acidentes provocados pelo galgamento das barragens. Com a Revolução Industrial, houve a necessidade de se construir um crescente número de barragens, o que permitiu o progressivo aperfeiçoamento das técnicas de projeto e construção. Apareceram, então, as primeiras barragens de aterro modernas, assim como as barragens de betão. A lei nº 12.334/2010 distribui a competência pela segurança das barragens conforme o seu uso, sem prejuízo das ações fiscalizatórias dos órgãos ambientais: USO INSTITUIÇÃO FISCALIZADORA Acumulação de água A mesma que outorgou o direito de uso dos recursos hídricos Hidroeletricidade A mesma que concedeu ou autorizou o uso do poten- cial hidráulico Disposição final ou temporária de rejeitos minerais A mesma que outorgou os direitos minerários Disposição de resíduos industriais A mesma que forneceu a licença ambiental de instala- ção e operação A Agência Nacional de Águas (ANA) define as regras de operação dos reservatórios do país e monitora, por meio do acompanhamento do nível da água, das vazões diárias de afluentes (o volume de água que entra por dia no reservatório) e efluentes (o volume de água que sai). Mensalmente, são preparados boletins de monitoramento dos principais reservatórios do Bra- sil. Acesse esses boletins na Sala de Situação. O Sistema de Acompanhamento de Reservatórios (SAR) é outra ferramenta usada pela ANA, que permite acompanhar dados sobre a operação de alguns dos principais reservatórios do país, como os do Nordeste brasileiro. UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA 1.0 Impactos Socioambientais Na construção de represas, dispõem-se de efeitos positivos e negativos, sendo descritos: A privação de nutrientes nas várzeas, porque não tem mais o fluxo de sedimento após a barragem; Aumento do desenvolvimento agrícola nas proximidades da represa; Criação de barreiras artificiais para peixes migratórios, dificultando o cruzamento e aumentando a possibilidade de consanguinidade; O desenvolvimento de plantas invasoras, como os aguapés; Possibilidade de construção de usinas hidroelétricas, que produzem energia renovável; 1.1 Tipos de Barragens: As barragens são feitas de forma a acumularem o máximo de água possível, tanto através da chuva como também pela captação da água caudal do rio existente. Faz-se a barragem unindo as duas margens aprisionando a água na albufeira (represa artificial das águas correntes ou pluviais, para irrigação). As barragens são muito importantes para o mundo moderno, pois são elas que permitem que haja água potável canalizada nas grandes metrópoles mundiais. Contudo, toda a zona onde a bar- ragem e a sua albufeira se encontram e a área circundante, nomeadamente a jusante, por onde o rio passava, é afetada. É por esse facto que antes de se construir uma barragem é necessário fazer estudos de impacto ambiental. Dessa forma, a barragem deixa passar um caudal ecológico que tem como função preser- var os ecossistemas já existentes no rio e respectivas margens. A construção de uma barragem tem sempre de passar por quatro etapas fundamentais: o projeto, a construção, a exploração e a observa- ção. No projeto é determinado, após estudos no local e estudos relativos à rentabilidade da barragem, o tipo de barragem a construir. Desta forma, podemos dividi-las em dois grupos essenciais relativa- mente ao material de que são constituídas: Barragem de betão: As barragens de betão feitas em vales apertados pois a resistência do betão tem algumas limitações relativamente ao comprimento da barragem. Apesar de muito resistentes, estas barragens são também muito vulneráveis a certos tipos de situações. Se houver algum erro de projeção e a barragem fender pode ter consequências catastróficas. Já numa situação de galgamento pela água da albufeira não é tão prejudicial. Podemos definir dois tipos de barragem de betão tendo a forma como são construídas. Barragem de gravidade: nesse tipo de construção a força que mantém a barragem em vigor contra o impulso da água é a gravidade da Terra. UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA Barragem em arco: são construídas em vales mais apertados, podendo desta forma a altura ser maior que a largura. A primeiro barragem desse tipo foi construído pelos romanos na França em meados do século I a.C. Barragem de aterro: Uma barragem de aterro é, como o próprio nome indica, um aterro, ou seja, é uma barreira de terra e/ou rocha que funciona de modo a reter a água. Ao contrário de uma barragem de betão, uma barragem de aterro não suporta bem o galgamento pela água e pode mesmo ter efeitos catastróficos. Já no caso de fendilhação, a barragem de aterro fica mais estável que uma de betão. 1.2 Construção: As barragens com relação aos materiais constituintes podem ser construídas em solo (barragem de terra), alvenaria, concreto, madeira (estacas pranchas) e aço (perfis metálicos). As barragens clas- sificadas em função do seu maciço são classificadas em barragem homogênea, barragem zoneada e barragem mista. As barragens de terra tipo homogênea significa que o maciço é composto por um único solo. Quando no maciço é introduzido outro solo tipo impermeável, o mesmo é classificado de maciço zoneado, e por extensão, a barragem for constituída de vários solos/materiais tem-se uma barragem mista. As barragens em alvenaria são classificadas como rígidas, enquanto as barragens de terra ou de enrocamento são classificadas como barragens deformáveis. Quando o projeto define que a barragem irá funcionar submersa, tem-se uma barragem tipo vertedouro. Um aterro barragem com bueiro in- terno define uma barragem com vertedouro. Uma barragem de terra é insubmersível, quando a cota UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA máxima da lâmina de água é menor do que a altura de coroamento da barragem. Uma barragem é classificada como sobrejacente quando a mesma se encontra na superfície. A decisão por um ou outro tipo de barragem depende fundamentalmente da finalidade da barragem e das condições existentes no local selecionado para a obra. Facilidade de materiais oriundos de jazi- das que possuam características granulométricas favoráveis - homogênea, caso contrário zoneada ou mista. 2.0 estudos complementares à construção de uma barragem de terra 2.1 - Estudos topográficos e geológicos:É antecedida por um estudo topográfico da área selecionada para o projeto, neste projeto devem estar previstos todo o conjunto de mapas e fotografias da área de modo a permitir uma análise crite- riosa da bacia hidrográfica e de toda a área a ser abrangida pela inundação. Após realizada a visita técnica na área de implantação e concluída esta fase deverão ser elaboradas as plantas planialtimétricas - escala 1:20.000 e da Bacia Hidrográfica - escala 1:5.000 e da área de assentamento da barragem de escala 1.2.000 concluído o levantamento topográfico, realiza-se o es- tudo geológico da área do projeto de modo a permitir um conhecimento dos solos e das rochas exis- tentes, além de mapas geológicos, devem ser realizadas as sondagens nos principais pontos da área abrangida pelo projeto com ênfase no local onde a barragem vai ser executada. 2.2 Estudos Hidrológicos e climáticos Os estudos hidrológicos e climáticos têm por finalidade definir as características hidráulicas da barragem a ser construída notadamente no que se refere ao rendimento do curso d´agua, capacidade UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA de acumulação do reservatório, deposição de sedimentos e dimensionamento do sangradouro. Por outro lado, os estudos climáticos identificam as características relacionadas com a temperatura, umi- dade, pressão e vento, indicadores estes que permitem determinar a perda por evaporação que poderá ocorrer no reservatório. Os estudos hidrológicos e climáticos definem a altura da barragem a ser uti- lizada pelo engenheiro geotécnico na análise da estabilidade. UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA Estudo de caso, Barragem Pica Pau: Localização: Fazenda Pica Pau, Linha 608, Jaru RO. Aproximadamente 30km de Jaru. Testada principal: 130,20m Latitude: 10°19'12” Longitude: 62°18'10” UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA Memorial Descritivo Barragem A barragem, será solo da escavação do canal de adução ou de caixa de empréstimo provocando uma sobre elevação do nível d’água normal no local de 3,5 metros (no ponto máximo, de maior pro- fundidade do lajeado). Será do tipo barragem de contenção, isto é, o excesso de água afluente ao local será extravasado para o canal de adução a montante da barragem. O objetivo desta barragem é diminuir o volume de água que passa dentro da área urbana trans- pondo o excesso da vazão normal do lajeado e permitindo a vazão normal do lajeado pelo seu curso natural evitando problemas como alagamento e riscos de saúde e segurança aos moradores da zona urbana A estrutura da barragem resultante da integração dos diferentes materiais será maciça. O seu peso e engastes atendem às necessidades de estabilidade, em especial contra o tombamento em torno de sua base, contra o deslizamento, e tensões nas fundações. A barragem está construída por sobre terreno natural de boas propriedades mecânicas para o objetivo. Neste lajeado o transporte de material em épocas de cheias é relativamente pequeno, provo- cando uma ação de assoreamento pequeno logo a montante da barragem, que se tentará minimizar com o uso de uma tubulação de drenagem de fundo. Esta deverá ser operada adequadamente, e sempre ficará aberta. Também cumprirá um importante papel como expurgo hidráulico para eventuais limpe- zas do reservatório em épocas de seca. O perfil da barragem foi escolhido de acordo com o que apresentasse as melhores facilidades construtivas e o melhor coeficiente de despejo para este fim. Também se levou em conta a experiência com barragens anteriores de mesmo porte. Prevê-se para a preparação do terreno, conforme especifi- cações técnicas: - Escavação do terreno (solo) até as cotas de projeto; - Limpeza grossa da superfície do solo (bota fora); A preparação das fundações do trecho em solo compactado se restringe à remoção da cobertura de solo vegetal e qualquer tipo de material orgânico. O desvio do rio para a construção da barragem seguirá com as ensecadeiras que serão construídas com material lançado dentro d’água e compactados de modo a obter uma boa estanqueidade. Farão o máximo de aproveitamento possível dos materiais resultantes das escavações, solos e rochas. Estes materiais serão compactados com os próprios equipamentos de terraplanagem. Os cálcu- los preliminares de estabilidade desta barragem, para efeito de esclarecimento, estão incluídos nas UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA plantas em anexo. Canal de Adução Devido ao arranjo adotado, que permitisse um melhor aproveita- mento do desnível natural existente. O canal aduz água da tomada d’água até a estrada rural que por sua vez entra em uma tubulação por esta e conduz por sua vez conduz a céu aberto em direção ao córrego existente no qual existe outra travessia por estrada através de tubulação de concreto armado. Para todos os trechos de canal a seção adotada é a mesma. As terras locais são, nas regiões baixas, argilosas, sendo que as encostas são espaçadas por trechos argilosos com outros de intensa ocorrência de pedregulhos. O que se verifica nestas terras é que a absorção de água é elevada, sendo que as perdas totais verificadas podem ser significativas. Portanto, é possível que seja necessário que se adote medidas para minimizar estas perdas d’água, que incluem a possibilidade de se ter que re- vestir todo este canal. A solução que julgamos mais adequada para este caso é a adoção de revesti- mento do tipo plástico do mesmo utilizado em impermeabilizações em construção civil. Para dimensionamento deste canal e cálculos de perda de carga adotamos uma seção típica trapezoidal, que na prática se transformará em uma seção retangular em boa parte do percurso. Im- portante é que a área mínima da seção transversal seja mantida, de maneira a não provocar estrangu- lamentos e acelerações ou desacelerações desnecessárias, que implicariam em um aumento de perdas de carga. Utilizou-se, aproximadamente, as seguintes características: => A = 2,68 m2 para fins constru- tivos, esta seção necessita ter o fundo plano, para trânsito de máquinas e equipamentos na construção e facilidades de escoamento e limpezas futuras, e ainda possuir paredes estruturadas para melhor suportar a possível ruptura dos taludes. Deve-se procurar dar o melhor acabamento superficial possí- vel à escavação, minimizando as falhas e evitando com isso pontos de turbilhonamento no escoa- mento. A declividade do canal é de 0,01 % para poder se utilizar a menor velocidade possível, de maneira a sofrer a menor influência possível destes. A velocidade finalmente adotada foi àquela su- portável de acordo com as perdas máximas admitidas para este caso. Projeto de Drenagem Objetiva definir os dispositivos de coleta e condução das águas superficiais que precipitam so- bre o corpo da estrada. Para o trecho foram projetados os seguintes dispositivos: Para a condução das águas coletadas do canal de adução foram projetadas tubulações de concreto nos diâmetros indicados, sendo os lançamentos efetuados em bueiros nas travessias das estradas rurais existente, no total de duas (02). No contexto da execução das obras, o controle dos processos erosivos é fundamental para evitar focos de degradação e requer a adoção de cuidados operacionais, que procurem evitar ao má- ximo a sua ocorrência, sendo proposto a hidrossemeadura ao longo do canal e a jusante da barragem UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA MEIO AMBIENTE No atendimento à proteção foi incluído um conjunto de programas ambientais que tem como objetivos básicos: • O controle de processos erosivos; • A proteção aos corpos hídricos; • A segurança dos usuários e animais ao longo da barragem e canal; • O controle da degradação e do uso do solo; • A preservação da paisagem natural; A implantação deste programa é estruturada com base nos seguintes elementos básicos:• Modulo paisagístico, especificações das espécies vegetais e seus quantitativos; • Hidrosemeadura; • Enlevamento; • Plantio de árvores; • Plantio de arbustos. UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA MEMÓRIA DE CÁLCULO Testada principal: 130,20m Elevação do nível d’água: 3,5 metros Bota Fora Terra Local Distância (km) Bota fora 1 8,80 Bota fora 2 13,00 Bota fora 3 14,10 Bota fora 4 10,50 MÉDIA 11,60 Jazida Local Distância (km) Jazida 14,10 MÉDIA 14,10 Bota fora Entulho Local Distância (km) Bota fora 1 8,80 Bota fora 2 14,10 MÉDIA 11,45 Pedreira Local Distância (km) Pedreira 1 14,30 Pedreira 2 15,40 Pedreira 3 15,10 MÉDIA 14,93 UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA MOVIMENTO DE TERRA DO MACIÇO Escavação para fundação da estrutura de contenção 2.635,00 m3 Carga, manobras e descarga de solo (para bota fora) 2.635,00 m3 Transporte de solo até bota fora - distância 11,60 km 30.566,00 m3 x km Espalhamento de solo em bota fora 2.635,00 m3 Escavação de solo em jazida 11.120,40 m3 Aterro compactado com rolo compactador - 90% 10.195,56 m3 Aterro compactado com placa vibratória ou sapo mecânico - 10%) 924,84 m3 Carga, manobras e descarga de solo (jazida) 11.120,40 m3 Transporte de solo da jazida até local da obra - distância 14,10 km 156.797,64 m3 x km Tabelas Sinapi UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA UNIÃO DAS ESCOLAS SUPERIORES DE RONDÔNIA