ESTUDO DO SOLO PARA IMPLANTAÇÃO DE BARRAGENS

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE UNIÃO DA VITÓRIA – UNIUV
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
GEOLOGIA
PROF. ELAINE RIBEIRO
06 JUN. 2014
ESTUDO DO SOLO PARA IMPLANTAÇÃO DE BARRAGENS
GIULLIANO CHAGAS, HELOISE FERNADES STACHERA
RESUMO
Considerando os acontecimentos problemáticos ocorridos em barragens ao redor do mundo, o presente artigo de revisão trata do estudo do solo que precede a construção de uma barragem, o qual mostra que a falta do conhecimento e de verificação em relação ao solo pode ser o centro dos desastres, expondo assim a importância do trabalho conjunto de engenheiros e geólogos, a fim de evitar insucessos, como projetos defeituosos, erros de construção e principalmente acidentes geológicos, explanando a importância da investigação do subsolo, seleção de barragem específica, tratamento que deve ser feito na fundação, tendo por objetivo a conscientização do leitor sobre os acidentes decorrentes de não estudar o solo do local, os prejuízos para a natureza e para a população.
Palavras-chave: Barragem. Estudo. Solo. 
1 INTRODUÇÃO
A água é um recurso natural indispensável à vida, responsável pela manutenção dos ciclos biológicos, geológicos e químicos, este fluido é essencial ao desenvolvimento socioeconômico da humanidade. Por não estar igualmente distribuído ao longo do globo terrestre, o homem se dispôs a desenvolver mecanismos para armazenamento e/ou condução d’água, dando assim, origem as barragens. Com o uso frequente destas estruturas constatou-se a problemática que elas podem causar na natureza. O papel da geologia na área da engenharia, sendo voltado para os setores de construção, tem como principal objetivo corrigir os problemas que ocorrem durante a implantação da obra, citando como exemplo as fundações e a construção das barragens. 
2 DESENVOLVIMENTO DO ARTIGO
Entende-se por barragem uma obra de engenharia desenvolvida pelo homem com intuito de resolver problemas relacionados aos cursos d’água, criando um reservatório artificial. Para Chiossi (1975), barragem pode ser definida como sendo um elemento estrutural, construída transversalmente à direção de escoamento de um curso d’água, destinada a criação de um reservatório artificial de acumulação de água. A construção de uma barragem visa vários objetivos, resumindo os principais são: aproveitamento hidrelétrico, controle de cheias, conservação de água para abastecimento doméstico ou industrial e correção torrencial para regularizar as vazões dos cursos d’água. 
2.1 ACIDENTES EM BARRAGENS
Em acidentes nas obras de barramento, interpreta-se o termo “acidente” como desastres ou rupturas e também anormalidades ou incidentes. Desastre ou ruptura é o rompimento do reservatório ou das estruturas correspondentes à barragem. Anormalidade ou incidente correspondem ao comportamento imprevisto durante a obra ou as funções de operação. As principais causas de insucessos diante de muitas barragens atribuem-se, além de erros de projeto ou de construção, a defeitos na fundação, na base e flancos do reservatório ou ainda à fuga de água. Esses insucessos acabam ocorrendo devido a causas geológicas, superando erros de engenharia, o que mostra que os engenheiros raramente possuem os conhecimentos geológicos desejáveis, assim expondo a importância do trabalho conjunto entre engenheiro e geólogo.
Pode-se citar como exemplo a queda da barragem de Saint Francis. Dois anos após sua construção, o paredão de concreto com 59 metros de altura veio a baixo e uma onda de 47 milhões de litros de água inundou o vale de Santa Clarita e avançou em direção ao oceano Pacífico, com velocidade estimada de 29 km/h. O motivo da catástrofe se deu por erro de projeto e execução, o engenheiro responsável William Mulholland decidiu aumentar a altura da barragem em 3 metros para ampliar a capacidade de armazenamento do lago que ela formaria. O problema é que, o engenheiro ignorava as características geológicas do cânion onde a barragem estava sendo construída. As rochas eram muito porosas - e potencialmente instáveis, logo, o terreno e a fundação não suportam o peso da barragem, causando a enxurrada que trouxe destruição e 450 mortos. O acidente ocorreu em 12 de março de 1926 (Fuhrmann, 2011).
2.2 ESTUDO GEOLÓGICO PARA IMPLANTAÇÃO DE BARRAGEM
Para implantação de toda e qualquer barragem, os trabalhos geológicos a serem realizados são subdivididos em três atividades: o mapeamento geológico da área, o estudo da rocha de fundação e o estudo dos materiais de construção.
2.2.1 Mapeamento geológico
Através de mapas topográficos e fotografias aéreas, faz-se o mapeamento de modo a definir os tipos de rochas e solos existentes na área delimitada de implantação, tanto no eixo da barragem quanto no reservatório. Mostra-se necessário delimitar cada tipo de rocha e sua estrutura correspondente. No caso de ausência do mapa, utilizam-se fotografias aéreas para elaboração do pré-mapa, completando-o através de verificações e levantamentos na área desejada.
2.2.2 Estudo da rocha
O estudo da rocha de fundação e seu tratamento requerem a abertura de poços e trincheiras e a execução de sondagens, os quais estão em conjunto com outros métodos do levantamento geológico, constituindo os métodos para exploração da superfície e da subsuperfície. 
A abertura de poços é um método manual o qual permite a elaboração das camadas do subsolo, examinando as paredes do poço e coletando amostras, executando assim ensaios em laboratório, as quais devem ter uma descrição minuciosa toda vez que houver mudança em qualquer material. Para Chiossi (1975), esses elementos permitem o exame das condições de fundações, dos locais prováveis para áreas de empréstimo ou pedreiras, nos casos onde as condições do manto de decomposição (solo) e da água subterrânea permitirem sua escavação. 
As trincheiras são métodos manuais, comumente utilizadas para a exposição contínua do subsolo, relativamente rasas, gerando sua abertura por meio de escavadeiras. Os dados retirados e analisados nas trincheiras fornecem o perfil geológico da área em estudo.
Os trados são o meio mais simples, rápido e econômico para análise das condições superficiais do solo. O operador do trado deve conhecer as diferentes camadas de solo, retirando uma amostra a cada metro de perfuração. 
O termo sondagem significa o ato de investigar a profundidade da água com recurso a uma sonda, expressando a ideia de pesquisa e investigação.
 A sondagem a percussão é um método mecânico e é o mais usual na construção de barragens, em solos, sedimentos ou rochas pouco resistentes. A aplicação do método necessita de um tripé, um pequeno tanque para água, tubos galvanizados de avanço e de aço para o revestimento. Inicia-se utilizando o trado até encontrar o nível d’água. Após isso, crava-se o tubo de revestimento de aço, evitando assim o desmoronamento das paredes do furo feito pelo trado. Coloca-se um outro tubo de diâmetro menor com o objetivo de circulação da água, diminuindo a resistência do solo e fazendo com que essa mesma água retorne entre os tubos, carregando assim as partículas e fragmentos a serem estudados. Forçando manualmente e verticalmente os tubos internos e trocando a ferramenta de corte por um amostrador cilíndrico, obtém-se a amostragem do material atravessado. Crava-se um amostrador padrão para efeito de estudo, a qual é feita por meio de golpeamento, anotando-se o número dos golpes para penetração de cada 15 cm de amostrador chegando até 45 cm. A soma destes golpes necessários para a penetração dos últimos 30 cm dará o índice de resistência no solo em respectiva profundidade, chamado “Standard Penetration Test”, ensaio proposto na NBR 6502/95. Retiradas as amostras, são submetidas a ensaios de laboratórios e com os valores de resistência à penetração, estima-se as pressões a qual o terreno admite, para assim adequar as fundações. 
A sondagem rotativa é conhecida como um método direto de estudo de rochas e alcança solos impenetráveis a percussão, atingindo grandes profundidades, perfurando até com ângulos de inclinação. Segundo Chiossi (1975),as sondagens rotativas constituem um dos mais importantes e eficazes meios para a exploração da subsuperfície e permitem a extração de amostras das rochas de grandes profundidades. Com a utilização de uma grande variedade de equipamentos, a água, que está sob pressão, penetra nas hastes e reflui em forma de lama, destinada a uma calha onde é coletada a parte sólida que contém os fragmentos da rocha, determinando assim seus tipos e elementos estruturais presentes, sendo importante o detalhamento de seu estado, grau de fraturamento e decomposição. Quanto ao grau de faturamento, é observado pelas fraturas ao longo de um metro nas sondagens ou nas paredes da escavação. Chiossi (1975) explica que entende-se por fratura qualquer descontinuidade que, num maciço rochoso, separe bloco, com distribuição espacial caótica. Logicamente, são analisadas apenas as fraturas originais e não as ocasionadas durante a perfuração.
2.2.3 Materiais de construção
Antes dos procedimentos necessários de requerimento de materiais necessários para construção de uma barragem, deve-se decidir se a mesma será de terra ou de concreto. Na barragem de terra, os materiais resumem-se em cascalho, areia, silte e argila, sendo esses retirados de fontes nas proximidades devido a requisição de maiores quantidades. Entretanto, nas barragens de concreto, o agregado pode estar localizado em fontes mais distantes.
Conforme Chiossi (1975), a finalidade do geólogo é a de encontrar os locais que possam se tornar jazidas, determinar as propriedades físicas, químicas e mecânicas dos materiais existentes, e dar a tonelagem de cada jazida. Grande parte das situações, o projetista é obrigado a adaptar seu projeto inicial devido aos tipos de materiais encontrados dentro do raio da área a ser estudada, determinando assim limites econômicos das distâncias para a localização das jazidas.
Cada material utilizado tem um destino e função específica na implantação da barragem:
· Argila – zonas impermeáveis da barragem (núcleo e cortinas de vedação);
· Silte – maciço da barragem
· Areia fina – filtros e drenos
· Areia grossa – concreto
· Cascalho – agregado para concreto
· Brita – agregado para concreto
Localizada a jazida de um material de construção específico, estuda-se suas propriedades físicas, químicas e mecânicas, tal como sua quantidade. Por meio de aberturas de poços, trincheiras e furos a trado e rotativos, é feito o cálculo para as definições citadas anteriormente.
4 CONCLUSÃO
	Como Chiossi afirma, barragens desenvolvem um papel muito amplo e de suma importância para o desenvolvimento da sociedade, porém se não for realizado o estudo do solo antes de construir uma barragem as consequências podem ser catastróficas, causando dano ao meio ambiente e destruindo vidas. Vale ressaltar ainda que a falta deste estudo evita maiores gastos e danos em grande escala. 
5 REFERÊNCIAS
CHIOSSI, N. J. Geologia aplicada à engenharia. 1 ed. São Paulo: Grêmio Politécnico, 1975
SANDRONI, S. Barragens. Disponível em: <http://pt.slideshare.net/alexcatarinense/barragens-sandroni-2006-2-acidentes>. Acesso em: 02 mai. 2014.
Sondagem rotativa. Solo e rocha. Disponível em: <www.soloerocha.com.br/sondagem-rotativa>. Acesso em: 10 mai. 2014.
Sondagem à percussão. Ação engenharia. Disponível em: <http://www.acaoengenharia.com.br/o-que-fazemos/sondagem-a-percussao/>. Acesso em: 19 mai. 2014.
MARAGNON, M. Geologia Aplicada à Engenharia. Disponível em: <http://www.ufjf.br/nugeo/files/2009/11/togot_Unid01GeologiaAplicada-2006-2.pdf>. Acesso em: 25 mai. 2014.