BARRAGENS

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BARRAGENS
Prof. Dr. Eng. Paulo Cícero Fritzen
1
Geração de Energia
2
As barragens foram, desde o início da história da Humanidade,
fundamentais para seu desenvolvimento. Descobertas
arqueológicas recentes indicam que barragens simples de terra e
redes de canais foram construídas já em 2.000 a.C. para
fornecer às pessoas fontes confiáveis da água. Em nível mundial,
algumas das barragens mais antigas de que há conhecimento
situavam-se, por exemplo, no Egito, Médio Oriente e Índia.
Histórico das Barragens
Com a Revolução Industrial, houve a necessidade de 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 concreto. 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. Construídas principalmente para abastecimento 
de água em zonas residenciais, agrícolas, indústrias, produção 
de energia elétrica 
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Motivos para Construção das Barragens
a) Controle de cheias
b) Rejeitos ou minerações
c) Correção torrencial
d) Conservação de água
e) Armazenagem de água para obtenção de energia
elétrica:
4
Definição para Barragens
As barragens são definidas como barreiras ou
estruturas que cruzam córregos, rios ou canais para
confinar e assim controlar o fluxo da água. As
barragens variam em tamanho: de pequenos maciços
de terra, usados frequentemente em fazendas, a
enormes estruturas de concreto, geralmente usadas
para fornecimento de água, energia hidrelétrica e
irrigação.
A construção de barragens geralmente requer a
relocação de vilas, casas, fazendas, estradas,
ferrovias e serviços públicos do vale do rio para áreas
de elevação maior, acima do nível do reservatório.
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Definição para Barragens
Os principais tipos de barragens no mundo são as de
aterro, de gravidade e em arco. As estruturas
acessórias ou adicionais das barragens incluem
vertedouros, estruturas de descarga, usinas
hidrelétricas e unidades de controle.
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Definição para Barragens
As barragens são construídas para armazenar e
controlar a água para fins de fornecimento doméstico,
irrigação, navegação, recreação, controle de
sedimentação, controle de enchentes ou para
obtenção de energia hidrelétrica. Algumas de nossas
barragens têm apenas uma função e são assim
conhecidas como “barragens de função única”. Hoje,
as barragens são construídas para servir a diversas
funções e são, por isso, conhecidas como “barragens
de usos múltiplos”. As barragens de usos múltiplos
são projetos muito importantes e baratos para países
em desenvolvimento, pois a população recebe vários
benefícios domésticos e econômicos de um único
investimento. Elas são à base do desenvolvimento
dos recursos hídricos das bacias fluviais.
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Definição para Barragens
Em uma usina hidrelétrica, a barragem é a estrutura
que tem a função de represar a água, visando, com a
elevação do nível d’água do rio, possibilitar a
alimentação da tomada d’água. No caso de locais de
baixa queda, a barragem tem também a função de
criar o desnível necessário à produção da energia
desejada (ELETROBRÁS).
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Função das Barragens
No passado, as barragens eram construídas com o 
único propósito de fornecimento de água ou irrigação. 
Atualmente serem as barragens são construídas para 
um fim específico tal como fornecimento de água, 
controle de enchentes, irrigação, navegação, controle 
de sedimentos e energia hidrelétrica. A recreação é às 
vezes incluída em benefício da população.
As barragens são as bases do desenvolvimento e da
gestão dos recursos hídricos das bacias fluviais. As
barragens de usos múltiplos são projetos muito
importantes para países em desenvolvimento, pois as
populações recebem benefícios domésticos e
econômicos de um único investimento.
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Funcionamento das Barragens
Para operar adequadamente, as barragens devem ter
vários componentes específicos: um reservatório, um
vertedouro, estruturas de descarga e uma unidade de
controle.
No caso de barragens com instalações de energia
hidrelétrica, condutos forçados, geradores e
subestações estão incluídos. O reservatório é o
componente que armazena a água. A alimentação ou
vazão afluente deve ser continuamente monitorada e
a vazão deve ser controlada para obter o máximo de
benefícios.
10
Funcionamento das Barragens
Sob condições normais de operação o nível do
reservatório é controlado pela unidade de controle,
que controla a vazão pelas estruturas de descarga,
que consistem em um grande túnel ou conduto no
nível da água e comportas.
Sob condições de enchente o nível do reservatório é
mantido pelo vertedouro e pelas estruturas de
descarga. Os reservatórios das barragens para
controle de enchentes são mantidos no nível mais
baixo possível durante vários meses do ano para criar
o máximo de capacidade de armazenamento para uso
na estação das enchentes.
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Principais Elementos das Usinas Hidrelétricas
12
Principais Elementos das Usinas Hidrelétricas 
UHE
1. Reservatório ou lago
2. Barragem
3. Vertedouro
4. Tomada d’água
5. Conduto Forçado
6. Casa de Força
7. Canal de Fuga
8. Subestação
9. Turbina
10. Gerador
13
Principais Elementos UHE
14
Elementos básicos das Barragens
As barragens são formadas por diversos
componentes, que podem ou não estar presentes em
todos os tipos de barragens:
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Elementos básicos das Barragens
 Paramentos: São as superfícies mais ou menos
verticais que têm como função limitar o corpo da
barragem. O paramento a montante está em
contato com a água, e o paramento a jusante é a
parede visível da estrutura.
 Coroamento: É a superfície que delimita a parte
superior da barragem, podendo ou não servir para
a passagem de uma estrada.
 Encontros: São as superfícies laterais da barragem
que se encontram em contato com as margens do
vale, e a fundação é a superfície inferior em contato
com o fundo do vale.
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Elementos básicos das Barragens
 Descarregador de cheias: É o sistema hidráulico
que descarrega a água armazenada em excesso
na albufeira.
 Tomadas de água: São os canais hidráulicos que
extraem a água da albufeira para a sua posterior
utilização.
 Descarregador de fundo: É o órgão hidráulico que
permite esvaziar a albufeira de forma a esvaziá-la
ou a assegurar o caudal ecológico do curso de
água.
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Elementos básicos das Barragens
 Eclusas: São mecanismos hidráulicos que
permitem ultrapassar o desnível imposto pela
barragem de modo a facilitar a navegação fluvial.
 Escada de peixes: São estruturas que permitem
que os peixes e outras espécies fluviais subam e
desçam livremente o curso de água de modo a
manterem os seus ciclos biológicos.
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.
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Tipos de Barragens
Barragem de Terra;
Barragem de Enrocamento;
Barragem de Concreto.
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Barragens de Terra
São as barragens mais comumente utilizadas
• utilizam materiais naturais com um mínimo de processamento
• podem ser utilizadas em condições de fundações menos 
resistentes
• maciço constituído por solos compactados em camadas 
sucessivas
• podem ser homogêneas ou zonadas
As barragens de terra são caracterizadas pelos seguintes 
elementos principais:
• zona de vedação (núcleo)
• sistema de drenagem interna
• zona resistente (espaldares)
Principais desvantagens:
• cronograma de construção pode ser afetado pelas condições 
climáticas
(execução do aterro paralisada em períodos chuvosos)
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Barragens de Terra
21
Barragens de Terra
Locais considerados aptos para a implantação
 Pedreiras localizadas em cotas superiores, visando
facilitar o transporte de materiais;
 As fundações com resistênciae estanqueidade
suficientes,
 O eixo posicionado no local mais estreito do rio;
 As margens do reservatório estáveis.
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Barragens de Terra
Deve-se ainda evitar correntes de alta velocidade
adjacente ao talude no contato com o vertedouro.
As barragens pertencentes a esse grupo apresentam,
tem como característica principal um núcleo
impermeável utilizado como um filtro a jusante e é
construída com terra compactada. Possuem
revestimento protetor de pedra ou grama e possui as
seções transversais nas formas trapezoidais. São
também classificadas como não galgável, pois,
mesmo com o risco de erosão, água não deve passar
sobre sua crista (ELETROBRAS).
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Barragens de Terra
Escolha do Local para a implantação
O local escolhido deve possuir solo estável, não
podendo ocorrer deslizamentos ou grandes
acomodações devido ao peso da terra acrescentada
sobre o solo original.
A construção da barragem sobre as nascentes devem
ser evitadas, pois a pressão da água pode
comprometer a estabilidade do aterro.
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Barragens de Terra
Escolha do Local para a implantação
Evitar locais com afloramentos rochosos, pois quando
a barragem está assentada sobre laje de pedra, o
escoamento de água entre o aterro e a rocha pode
comprometer a estabilidade devido ao deslizamento
do aterro.
Em falta de um local melhor, construir uma cortina
(muro) de concreto armado, formando uma barreira
(núcleo central) que impeça a infiltração de água.
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Barragens de Terra
Seções Típicas
Em função do regime hidrológico da região, períodos
chuvosos e secos, a intensidade das chuvas entre
outros utiliza-se barragens com seções homogêneas
em solo e de enrocamento, cujos detalhes típicos são
apresentados nas Figuras a seguir.
Caso o balanceamento de materiais mostre que existe
volume de rocha excedente, a seção da barragem
deve ser mista (terra-enrocamento), uma vez que,
certamente, significará economia para o
empreendimento.
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Barragens de Terra
Seções Típicas
det. 2
a
m2
1
det. 1
det. 3
borda livre
NA máx.
1
m1
H
h
5,00 5,00
aterro
compactado
0,3h
m1H a 0,3hm2m2H
pavimento flexível
proteção com grama
Figura 4: Baragem Homogênea (H≤10m)
Fonte: Eletrobrás
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Barragens de Terra
Seções Típicas
a
m2
1
borda livre
NA máx.
1
m1
H
h
5,00 5,00
aterro
compactado
tapete drenante
m1H a 0,3hm2m2H
filtro vertical aterro
compactado
pavimento flexível
dreno de pé
proteção com grama
det. 3
Figura 5: Barragem Homogênea (H>10m)
Fonte: Eletrobrás
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Barragens de Terra
Dimensões básicas
Largura da Crista
A largura mínima da crista deverá ser de 3,0m. Entretanto, se a
barragem for utilizada como estrada sua largura mínima deverá ser
de 6,0m (ELETROBRAS, 2008).
Cota da Crista
A cota da crista da barragem é determinada considerando-se a
“borda livre”, que é uma folga acima da elevação do nível de água
máximo normal de operação do reservatório (ELETROBRAS, 2008).
Inclinação dos Taludes
A inclinação dos taludes da barragem é caracterizada por um
coeficiente de inclinação, que indica quantas vezes a projeção
horizontal é maior que a projeção vertical. Esse coeficiente depende
do tipo de barragem, do material empregado, da altura da barragem
e do material da fundação (ELETROBRAS).
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Barragens de Terra
Dimensões básicas
Largura da Base da Barragem
Segundo as Diretrizes para Projetos de PCH
(ELETROBRAS), a largura da base (b) é calculada em função da
geometria da barragem, utilizando-se a fórmula:
𝑏 = 𝑎 + 𝑚1 +𝑚2 ∗ 𝐻. 
a = largura da crista da barragem (m);
m1 = inclinação do talude de montante;
m2 = inclinação do talude de jusante;
H = altura da barragem (m).
Sendo que para altura da barragem de terra existem
algumas limitações.
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Barragens de Terra
Dimensões básicas
Abaixo são apresentados alguns parâmetros considerados
em algumas dessas definições:
• Manual de Irrigação do Ministério da Integração Regional:
altura máxima do maciço de 10 m (Hradilek et alli, 2002);
• Bureau of Reclamation (1967, p. 7): altura máxima do
maciço de 15 m;
• Manual de Segurança e Inspeção de Barragens do
Ministério da Integração Regional (2002, p. 18): altura
máxima do maciço de 15 m e capacidade do reservatório
menor que 1.000.000 m3;
• Molle e Cardier (1992, p. 83): altura máxima do maciço de
10m.
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Barragens de Terra - Detalhes Construtivos Principais
Preparo da Fundação e das Ombreiras
A área sob a barragem, mais uma faixa de 5,0m para
montante e para jusante, deverá ser limpa. O material
removido deverá ser transportado para área fora do
canteiro de obras e do futuro reservatório.
Após limpeza o terreno deverá ser ajustado e
compactado com trator esteira. Em seguida ocasionais
surgências de água na fundação (olho d’água) deverão ser
convenientemente tratadas. O detalhe é apresentado na
Figura a seguir.
(Diretrizes para Projetos de PCH, ELETROBRAS).
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Barragens de Terra - Detalhes Construtivos Principais
Preparo da Fundação e das Ombreiras
lançamento da pasta
nível de lançamento
NA estabilizado
tubo de concreto ou
fundação
infiltração
abertura do
olho d`água
TRATAMENTO DE OLHO D`ÁGUA NA FUNDAÇÃO
camadas
compactadas
da barragem
1,00
cerâmica (manilha)
de cimento
da brita (final)
Figura: Tratamento de olho d’água na fundação
Fonte: Eletrobrás
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Barragens de Terra - Detalhes Construtivos Principais
Preparo da Fundação e das Ombreiras
Caso a fundação seja mais permeável que o aterro da barragem,
ou do núcleo central no caso de seção mista deverá ser prevista
uma trincheira de vedação, cujos detalhes e dimensões são
mostrados na Figura a seguir.
Figura: Trincheira em fundação muito permeável
Fonte: Eletrobrás
filtro de areia
até o pé do talude
de jusante
B=b+3h
b
h
DETALHE 1 - TRINCHEIRA EM FUNDAÇÃO
MUITO PERMEÁVEL
nota: b>=3m
aterro compactado
material mais
impermeável
1,5
1
1,5
1
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Barragens de Terra - Detalhes Construtivos Principais
Lançamento, Espalhamento e Compactação
O material da barragem deverá ser lançado com
caminhão basculante e espalhado com trator esteira
equipado com lâmina ou moto-niveladora. A
compactação deverá ser realizada através de
passadas de rolo compactador ou utilizando-se placas
vibratórias ou manualmente, por apiloamento.
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Barragens de Terra - Detalhes Construtivos Principais
Proteção dos Taludes das Barragens
O talude de montante das barragens de terra homogêneas deverá
ser protegido contra a ação de ondas e contra a variação do nível
d’água do reservatório. A proteção deverá ser executada com
materiais granulares. Essa proteção deverá ser executada
acompanhando o alteamento do aterro. Evidentemente, o
diâmetro de cada material deverá ser menor que a espessura da
camada, medida normalmente ao talude, a qual poderá variar de
acordo com o material disponível. (Diretrizes para Projetos de PCH - ELETROBRAS)
pedra de mão
transição
(brita)
m1
1
areia
(enrocamento)
0,40
0,20
0,20
nota: dimensões em metro
aterro compactado
DETALHE 2 - PROTEÇÃO DO TALUDE
DE MONTANTE
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Barragens de Terra - Detalhes Construtivos Principais
Proteção dos Taludes das Barragens
O talude de jusante deverá ser protegido contra a flutuação do
nível d’água de jusante e contra a ação de chuvas. A proteção
deverá ser igual a do talude de montante. Acima dessa altura,
o talude deverá ser protegido, sempre que possível, através
do plantio de grama. Os detalhes dessa proteção são
mostrados na Figura, a seguir.
nota: dimensões em metro
0,20
0,20
0,40
(enrocamento)
0,3h mínimo
DE JUSANTE
DETALHE 3 - PROTEÇÃO DO TALUDE
filtro de areia
areia
transição (brita)
pedra de mão
grama
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Barragens de Terra - Detalhes Construtivos Principais
Proteção dos Taludes das Barragens
Caso não existam materiais granulares em abundância
na região, o talude de montante deverá ser protegido
com uma camada de solo-cimento.
O método de execução deverá acompanhar o alteamento
do aterro da barragem. Durante a elevação do aterro,
deverãoser tomados cuidados com a umidade adequada
para a cura das camadas executadas anteriormente. A
mistura de cimento com o solo deverá ser realizada em
betoneiras ou no próprio local. Poderá ser adicionada
água à mistura, se necessário, para melhorar a
trabalhabilidade.
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Barragens de Terra - Detalhes Construtivos Principais
Proteção dos Taludes das Barragens
O talude de jusante deverá
ser protegido como
especificado anteriormente.
A Figura, apresenta os
detalhes da proteção e do
alteamento de solo-cimento
m1
1
SEQUÊNCIA DE ALTEAMENTO
camadas de proteção
de solo-cimento
talude da barragem
camadas compactadas
da barragem
linha de escavação do
talude para junção
das camadas
0,20
1,00
1,00
aterro
compactado
camada de
solo-cimento
nota: dimensões em metro
Figura: Sequência de alteamento
Fonte: Eletrobrás
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Barragens de Terra - Detalhes Construtivos Principais
Exemplos de Problemas e Soluções
Devido a forte colisão da água, a face do talude montante fica sujeita a
efeitos destrutivos. Sendo estes, solucionados com uso de uma camada de pedra
sobre a face da barragem em que se colide a água.
Figura Efeito destrutivo sobre o talude montante (Fonte: Desconhecida)
Figura: Solução do efeito destrutivo (Fonte: Desconhecida)
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Barragens de Terra - Detalhes Construtivos Principais
Exemplos de Problemas e Soluções
Outro grande problema em barragens de terra são as infiltrações, que por
sua vez, danificam a estrutura da barragem. A solução mais eficaz consiste na
construção da barragem com um núcleo impermeabilizante de argila, e também
com o uso de drenos capazes de mudar a direção da infiltração.
Figura : Infiltração da Barragem (Fonte: Desconhecida)
Figura: Solução da infiltração (Fonte: Desconhecida)
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Barragens de Terra - Detalhes Construtivos Principais
Exemplos de Problemas e Soluções
Figura: Solução do efeito destrutivo (Fonte: Desconhecida)
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Barragens de Enrocamento
Maciço constituído por enrocamentos (blocos de rocha) lançados 
ou compactados
em camadas com núcleo de material terroso
• menor interferência no cronograma de execução
• menores volumes de aterro
• permitem a adoção de ensecadeira incorporada
As barragens de terra e enrocamento são caracterizadas pelos 
seguintes elementos principais:
• zona de vedação (núcleo)
• sistema de drenagem interna
• transições
• zona resistente (espaldares)
Principal desvantagem:
• exigem fundações em rocha sã ou alterada
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Barragens de Enrocamento
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Barragens de Enrocamento
Segundo Goulart, uma barragem de enrocamento é um
maciço formado por fragmentos de rocha compactados em
camadas cujo peso e imbricação colocaram entre si a
estabilidade do corpo submetido ao impulso hidrostático. A
impermeabilização é conseguida através de duas maneiras:
- Núcleo argiloso compactado que pode ser vertical ou
inclinado;
- Face impermeável (estanque) sobre o talude de
montante. Essa face pode ser de betão, asfalto, metal,
plástico, etc.
As barragens com face de betão, ou outro material tem
sido motivo de acesas controvérsias devido as más
experiências anteriores, onde ocorrem grandes infiltrações
provocadas por fissurações. Mas essas barragens têm vindo
a ser aperfeiçoadas por apresentarem vantagens como
menor custo e maior rapidez na construção.
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Barragens de Enrocamento
Esse tipo de barragem é aquele em que são utilizados blocos
de rocha de tamanho variável e uma membrana impermeável na
face de montante. O custo para a produção de grandes quantidades
de rocha, para a construção desse tipo de barragem, somente é
econômico em áreas onde o custo do concreto fosse elevado ou
onde ocorresse escassez de materiais errosos e houvesse, ainda,
excesso de rocha dura e resistente. Devemos lembrar que a rocha
de fundação adequada para uma barragem de enrocamento pode
não ser aceitável para uma de concreto.
A rocha que deve preencher a maior parte da barragem precisa
ser inalterada pelo intemperismo, não sendo facilmente
desintegrada ou quebrada. Rochas que, quando sujeitas à ação de
explosivos, fragmentam-se facilmente em pedaços muito pequenos,
com elevada porcentagem de lascas e pó, são igualmente
inadequadas. As rochas para essas barragens, devendo ter
resistência ao intemperismo físico e químico, gnaisse, diabásio, etc.
Os blocos de rocha são colocados de modo a se obter o maior
contato entre suas superfícies e os vazios entre elas, que são
preenchidos por material de menor tamanho.
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Barragens de Enrocamento
Escolha do Local
Segundo a ELETROBRÁS, para se utilizar a tecnologia de
Enrocamento, a usina deverá estar situada em um local com as
seguintes características:
 As fundações e laterais do rio devem ser bem definidas,
estáveis e resistentes a estanques;
 Deve haver uma grande disponibilidade de rochas e pedras
para utilização na obra;
 A largura do vale do rio deve ser a mais estreita possível na
altura da barragem, a fim de economizar material e poupar
trabalho desnecessário;
 O local deve facilitar a construção do enrocamento em si, bem
como a construção de acessos a barragem.
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Barragens de Enrocamento
Estrutura Básica
Basicamente, as barragens de enrocamento são constituídas por
um núcleo interno impermeável, circundado por camadas de um
maçico de rochas assentadas.
O enrocamento constitui-se principalmente de um montate de
rochas de vários tamanhos e modelos. Para assentar esse
material e impermeabilizar a mistura, é utilizado um cimento
impermeável na barragem (ELETROBRÁS).
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Barragens de Enrocamento
Estrutura Básica
Barragens de enrocamento necessitam sempre de um elemento
de vedação, uma vez que o coeficiente de permeabilidade de um
aterro de enrocamento é bastante alto. Esse elemento pode ser
basicamente de dois tipos: interno e externo. O elemento de
vedação define o tipo de barragem de enrocamento.
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Barragens de Enrocamento - TIPOS
Enroncamento convencional
O perfil mais comum de uma barragem de enrocamento é
praticamente simétrico em relação ao curso do rio, comparando-
se a disposição das rochas a montante e jusante (Diretrizes para
Projetos de PCH - ELETROBRAS).
Deve haver uma proteção interna na barragem, a fim de
evitar o vazamento do material impermeabilizante das rochas até
o núcleo. Essa proteção é feita juntamente com o processo de
construção do núcleo impermeável, observando-se os possíveis
vazamentos de impermeabilizante para dentro do núcleo.
(Diretrizes para Projetos de PCH - ELETROBRAS).
50
Barragens de Enrocamento - TIPOS
Enroncamento convencional
Um esquema típico do Enrocamento Convencional é mostrado na 
figura a seguir:
H
h
trincheira (eventual)
NA máx.
det. 4
a
a - 2,00
0,75hnúcleo
impermeável
0,5H 0,5H
1
m1
m2
1
m1H a m2H
0,5
1
0,5
1
enrocamento enrocamento
Figura: Barragem de enrocamento convencional
Fonte: Eletrobrás
51
Barragens de Enrocamento - TIPOS
Enroncamento vertedouro
O perfil da barragem “vertedouro” oferece um
enrocamento mais comprido e alongado a jusante,
fazendo com que o peso das pedras se concentre na
parte anterior da usina (montante).
Dependendo da altura da barragem, são utilizadas
duas seções com suas próprias características, como
demonstrado a seguir, sendo a primeira para alturas de
3 a 8 metros, e a segunda para alturas menores que 3
metros.
52
Barragens de Enrocamento - TIPOS
Enroncamento vertedouro
Figura: Barragem de enrocamento vertedouro (Fonte: Eletrobrás)
NA máx.
crista da barragem
vedação central 
área de limpeza
cordões pioneiros
de pedras lançadas
última camada, com pedra
selecionada e embricada
tirante d`água
sobre a crista
(máx. = 1,00m)
trincheira
(eventual)
crista da barragem
área de limpeza
tirante d`água
sobre a crista
(máx. = 1,00m)
trincheira
e arrumadas
NA variável
cordão central
pedras maiores, selecionadas 
brita (próximo dos
taludes do cordão)
(eventual)
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Barragens de Enrocamento
Dimensões Básicas
Largura da Crista (a)
A largura da crista mínimadeverá ser de 3 metros. Se a
barragem for utilizada como estrada, a largura mínima será de
6 metros.
Cota da Crista
•A cota da crista da barragem deve ser igual à elevação do
NA normal do reservatório.
Tabela para cota da crista da barragem
Fonte: Eletrobrás
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Barragens de Enrocamento
Dimensões Básicas
Inclinação dos Taludes
A inclinação dos taludes da barragem de enrocamento
convencional está indicada na Tabela abaixo
Fonte: Eletrobrás
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Barragens de Enrocamento
Detalhes Construtivos Principais
Preparo da Fundação e das Ombreiras
O preparo das fundações da barragem e de uma faixa de 5,0 m,
deverá ter uma remoção de terra vegetal até uma profundidade de 20 cm
na área dos cordões e 50 cm na área central. O material removido
deverá ser transportado para locais de bota-fora pré-determinados, fora
do canteiro de obras e do futuro reservatório.
Nas margens ou ombreiras, deverão ser removidos o solo coluvionar
e o material solto.
Caso o material da fundação seja mais permeável que o material
vedante da parte central da barragem, deverá ser escavada uma
trincheira na fundação, como indicado anteriormente para a barragem de
terra.
Após a limpeza, o terreno deverá ser regularizado e a área da base da
barragem deverá ser compactada com um trator de esteiras rebocando
um rolo compactador de 4 t, pelo menos. Deverão ser dadas 10
passadas por toda a área da fundação e no trecho das ombreiras com
inclinação acessível ao trator.
56
Barragens de Enrocamento
Detalhes Construtivos Principais
Lançamento, Espalhamento e Compactação
 O corpo dos prismas deve ter mais 50% de pedras com
tamanho superior a 20 cm. As pedras maiores, com diâmetro
mínimo definido no item 7.1.2 - Vertedouro, devem ser
colocadas nos taludes, sobretudo no de jusante. As partículas
menores devem ser deixadas no centro da seção, durante o
espalhamento.
 O cuidado na colocação deve aumentar do centro do aterro
para a parte externa. O material da parte central deve ser
proveniente de pedreiras, sem seleção, ou seja, contendo a
fração de materiais mais finos de brita, areia e pó de
pedra/solo.
 O material do corpo da barragem, exceto as camadas finais
dos taludes e da crista, deve ser lançado com caminhões
basculante e espalhado com trator de esteiras ou moto-
niveladora.
57
Barragens de Enrocamento
Detalhes Construtivos Principais
Lançamento, Espalhamento e Compactação
 Na barragem de enrocamento convencional e na barragem de
enrocamento vertedoura do Tipo I, a compactação da parte
externa deverá ser feita em camadas de 60 cm, através de trator
de esteiras rebocando um rolo compactador com 10 t, ou mais,
ou caminhões carregados, com, no mínimo, 2 passadas em
cada faixa no sentido paralelo ao eixo da barragem. Na parte
central, do material mais fino e menos permeável, deverão ser
dadas 6 passadas. No caso de trincheira, a compactação será
feita manualmente (apiloamento), ou com placas vibratórias
(sapos), em camadas de 10 a 15 cm de espessura.
 Na barragem do Tipo II, a parte central deverá ser constituída de
pedras com dimensões não superiores a 20 cm, misturadas com
a fração do material brita, areia e pó de pedra/solo. O material
deverá ser lançado em camadas de 30 cm e a compactação
poderá ser manual.
58
Barragens de Enrocamento
Detalhes Construtivos Principais
Reforço da Crista e dos Taludes da Barragem
 As últimas camadas da crista e dos taludes deverão ser
colocadas de forma cuidadosa, visando reduzir os vazios entre
as pedras. Após a colocação, os vazios deverão ser preenchidos
com pedras menores. A compactação dessa camada de reforço
deverá ser feita por duas passadas de trator de esteira
rebocando um rolo compactador com 10 t, ou de caminhão
carregado, ao longo do talude/crista (ELETROBRÁS).
59
Barragens de Concreto 
Tipos
As barragens de concreto podem ser subdivididas com
relação a sua forma. Existem várias barragens, como segue:
 Barragens de concreto a gravidade;
 Barragens de concreto em arco (raio constante ou variável);
 Barragens de concreto em abóboda;
 Barragens de concreto de contrafortes.
60
Barragens de Concreto a Gravidade 
As barragens de gravidade dependem inteiramente de
seu próprio peso para resistir à tremenda força da água
armazenada. Algumas das primeiras barragens de
gravidade foram construídas com blocos de alvenaria e
concreto e são conhecidas como barragens de alvenaria.
Hoje, as barragens de gravidade são construídas com
concreto massa ou concreto compactado a rolo (concreto
colocado em camadas e compactado por um rolo).
Esse tipo de barragem é recomendado para vales
estreitos, encaixados, em maciço rochoso pouco fraturado
e com boas condições de fundação. A seção da barragem
pode incorporar o vertedouro quando as condições
topográficas do local dificultarem a concepção de
vertedouro lateral (ELETROBRÁS, 2009).
61
Barragens de Concreto a Gravidade 
Fig. Barragem de Itaipu
Fonte: JIE
Fig. Barragem de Itumbiara
Fonte: Itumbiara News
62
Barragens de Concreto a Gravidade 
Fig. Corte transversal de barragem a gravidade 
em concreto massa.
Fonte: Desconhecida
63
Barragens de Concreto a Gravidade 
Forma triangular típica e estabilidade garantida pelo peso próprio da estrutura
64
Barragens de Concreto a Gravidade Aliviadas
A barragem principal da Itaipu é de concreto, do tipo
gravidade aliviada. Durante a concepção do projeto,
foram estudadas opções: de gravidade maciça, de
gravidade aliviada, de enrocamento e em arco.
Após avaliação técnica e geológica, optou-se pela
barragem de concreto do tipo "gravidade aliviada"
para a barragem principal.
Na barragem de concreto, do tipo gravidade aliviada,
enormes “ocos” em seu interior, não prejudicam seu
desempenho estrutural, porém trazem economia
substancial de material e financeira.
65
Barragens de Concreto a Gravidade Aliviadas
66
Barragens de Concreto em Arco 
As estruturas em arco resistem com facilidade a cargas
uniformemente distribuídas sobre seu dorso, transmitindo-as para as
suas ombreiras. Nestas condições, as forças decorrentes do impulso
hidrostático são transferidas para as margens e fundo do rio. Para
que possa ser construído este tipo de barragens são necessárias
condições naturais especiais, ou seja, margens altas constituídas por
rochas resistentes e o fundo do rio igualmente em rocha resistente. A
relação entre a largura do rio no local e a altura da barragem não
pode ser maior que 3 a 4. Dadas as suas pequenas secções
transversais, empregam pouco material, de forma que seu peso
desempenha papel secundário no equilíbrio estático. Podem ser
construídas em concreto ou em concreto armado.
67
Barragens de Concreto em Arco 
Fig. Transmissão de forças em
uma barragem em arco
Fonte: Desconhecida
Fig. Barragem de Santa Luzia
Fonte: CNPGB
68
Barragens de Concreto em Arco 
Estrutura delgada e em arco, apoiada em ombreiras e fundações rochosas
Barragem da Usina 
Sayano-Shushenskaya parcialmente 
destruída em 2009 - Rússia
Barragem Hoover na fronteira de Nevada 
com Arizona - EUA
69
Barragens de Concreto em Arco 
Barragem Hoover na fronteira de Nevada com Arizona - EUA
70
Barragens de Concreto em Abóboda 
Muitas barragens de gravidade têm uma ligeira curvatura
em plantas, não só porque às vezes é exigida pela topografia do
lugar, mas também é projetada com a finalidade de provocar
pressões tangenciais no arco, sob o efeito da pressão d’agua do
reservatório, de tal forma que possam compensar a retração do
concreto. Esta forma, além disso, pode ser aproveitada para
reduzir o volume da barragem, de modo que os esforços
atuantes sobre a mesma sejam suportados parcialmente, no
plano vertical, pelo perfil transversal da barragem, que age como
construção engastada em sua fundação. O arco é apoiado contra
as encostas do vale que são constituídas de uma rocha sã e
firme (SCHREIBER, 1990, pág. 62).
71
Barragens de Concreto em Abóboda 
O único material utilizadopara a construção deste tipo de
barragem é o concreto armado, mas, devido ao reduzido volume
de material utilizado, torna-se a de menor custo.
Figura- Barragem de Castelo de Bode – Portugal
Fonte: Portugal Fotografia Aérea
72
Barragens de Concreto em Abóboda 
Fig. Barragem de Alqueva
Fonte: Moura Digital
Fig. Usina de Funil
Fonte: Fenomenum
73
Barragens de Concreto em Abóboda 
Fig. Planta da barragem de 
Alqueva
Fonte: Castelo de Bode
Fig. Perfil da barragem de Alqueva Fonte: Castelo de Bode
74
Barragens de Concreto de Contrafortes
Barragens de contrafortes são formadas por elementos planos
ou curvos que recebem, numa de suas faces o empuxo da água,
transmitindo-o nos apoios a contrafortes que tem perfil triangular
convencional e cuja função é transmitir o peso próprio de toda a
estrutura e demais às fundações. As barragens de contraforte podem
ser rígidas ou articuladas. As rígidas são quando os elementos que
recebem diretamente o empuxo da água são solidários aos
contrafortes, formando um bloco monolítico ou domos múltiplos. Já as
barragens de contraforte articuladas, os elementos que recebem
diretamente o empuxo da água são planos e se apoiam nos
contrafortes (independentes), existindo entre eles juntas de dilatação.
Este tipo também é conhecido como Barragens de Ambursen
(SANDRO; SANTOS; BORTONI, 2009, pág. 153).
75
Barragens de Concreto de Contrafortes
Uma barragem de abóbadas múltiplas é uma barragem de
contraforte, pois é construída em concreto armado, sendo
formadas por diversas barragens em abóbodas que se apoiam
sobre os contrafortes maciços, cuja função é transferir o peso da
própria estrutura e o empuxo da água às fundações. Este tipo de
barragem necessita de um controle geológico maior.
Fig. Barragem de Itaipu
Fonte: JIE
76
Barragens de Concreto de Contrafortes
Fig. Barragem de Hume Lake
Fonte: Desconhecida
Utilização de lajes de sustentação ou pilares (contrafortes) ao longo do 
corpo da barragem
77
Barragens de Concreto 
Local Adequado
Um local considerado adequado para o projeto de uma barragem de 
concreto deverá possuir as seguintes características:
 A largura do vale na crista da barragem deve ser a mais estreita do 
trecho aproveitável do rio, visando-se reduzir o volume da barragem;
 Disponibilidade de pedreiras para obtenção da brita e jazidas de areia 
facilmente exploráveis nas proximidades do local;
 Facilidade de conseguir cimento em quantidade suficiente na região;
 As fundações e as ombreiras devem ser resistentes. O maciço 
rochoso deve ser pouco fraturado (1 a 3 fraturas/metro). A camada 
aluvionar na região das fundações, caso exista, não deverá ser muito 
espessa (≤ 2,0 m), visando não onerar o custo da obra com o serviço 
de remoção da mesma;
 Facilidade de construção e de acessos.
78
Barragens de Concreto 
Seção Típica
A seção típica referente a um barragem de concreto é apresentada na
figura a seguir. Registra-se que, na maioria dos casos, adota-se uma
seção com paramento de montante vertical, em função dos cálculos de
estabilidade.
b2b1
B
0,30
1,00
H
Hv
NA máx.
NA normal
superfície do
terreno natural
lâmina vertente
nota: dimensões em metro
mureta eventual
BARRAGEM DE CONCRETO
1,00
0,50
0,10
0,70
1
1
b1=0,10H
b2=0,70H
Fig. Cotas de uma 
barragem de 
concreto
Fonte: Eletrobrás
79
Barragens de Concreto 
Seção Típica
As barragens de concreto devem ser construídas em blocos,
entre os quais deverão ser previstas juntas verticais de dilatação
vedadas contra vazamentos. O trecho do vertedouro deverá ser
rebaixado em altura correspondente à da lâmina d’água máxima
vertente.
Na crista da barragem, no trecho em que não passara a água
(não vertente), deverá ser construída uma mureta de proteção
contra ondas, em concreto ou em alvenaria de tijolos maciços.
80
Barragens de Concreto 
Seção Típica
O parâmento de jusante da barragem, no trecho vertente,
atualmente, é construído com degraus para dissipar parte da
energia do escoamento vertente. O restante da energia é
dissipado para a jusante sobre o maciço rochoso, quando este é
são, resistente e não fraturado. Quando o maciço é resistente,
mas fraturado, normalmente, escava-se uma bacia (tanque) de
dissipação a jusante, para amortecer o impacto do escoamento
vertente. Quando o maciço é fraturado e pouco resistente, deve-
se protegê-lo com laje de concreto.
81
Barragens de Concreto 
Dimensões Básicas
Nas Diretrizes para Estudos e Projetos de Pequenas Centrais
Hidrelétricas (ELETROBRÁS, cap. 7), encontramos algumas
dimensões importantes para o estudo de barragens.
 Cota da Crista da Barragem
Para barragem com altura menor que 10 m, a cota mínima da
crista deverá estar 1,0 m acima da elevação do NA normal do
reservatório. A mureta de proteção contra ondas deverá ter uma
altura mínima de 30 cm e largura de 20 cm. Para barragem com
altura maior que 10 m, deve-se estimar a borda-livre utilizando-se
os critérios do USBR (United States Department of Interior,
Bureau of Reclamation).
82
Barragens de Concreto 
Dimensões Básicas
 Dimensões da Barragem
Para barragens com altura menor a 10 m, as dimensões da 
base são calculadas com base na geometria.
Para barragens com altura maior que 10 m, a estabilidade
da estrutura deverá ser verificada de acordo com os critérios
apresentados na publicação do USBR (United States Department
of Interior, Bureau of Reclamation).
83
Barragens de Concreto 
Dimensões Básicas
 Distâncias entre as Juntas
As juntas entre os blocos da barragem devem estar 
espaçadas entre si de no máximo 15 m, para evitar fissuras no 
corpo da estrutura.
15,00
crista da barragem
crista do trecho vertedouro
juntas
superfície
da rocha
VISTA DE JUSANTE
(DISTÂNCIA ENTRE JUNTAS)
Fig. Vista de Jusante
Fonte: Eletrobrás
84
Barragens de Concreto 
Detalhes Construtivos Principais
 Preparo da Fundação e das Ombreiras
As juntas entre os blocos da barragem devem estar
espaçadas entre si de no máximo 15 m, para evitar fissuras no
corpo da estrutura.
O preparo das fundações sob a barragem e de uma faixa de
5,0 m, a montante e a jusante, consiste na limpeza, incluindo o
desmatamento e o destocamento. Deverá ser removido, para
bota-fora, todo e qualquer material terroso ou rocha decomposta,
até ser atingida, em toda a área, a rocha apropriada para
fundação. Entende-se por rocha apropriada a que apresente
boas condições de impermeabilidade, pouco fraturada, que
possa suportar o peso da barragem sem deformações.
Segundo as Diretrizes para Estudos e Projetos de Pequenas
Centrais Hidrelétricas (ELETROBRÁS, cap. 7), são mostrados os
principais detalhes construtivos de uma barragem.
85
Barragens de Concreto 
Detalhes Construtivos Principais
 Escavação da Fundação
 A escavação em rocha será de preferência “a frio”, através de
cunhagem, procurando-se evitar o uso de explosivos, uma
vez que se trata, normalmente, de pequenos volumes.
 A escavação deverá ser conduzida de tal forma que a
superfície da rocha, depois de concluída a escavação, se
apresente bem rugosa e plana.
 Os trabalhos de escavação só deverão ser dados por
concluídos depois que o local estiver limpo e desimpedido de
fragmentos de rocha, lama ou detritos de qualquer natureza. A
limpeza deverá ser executada utilizando-se jato de água/ar.
86
Barragens de Concreto 
Detalhes Construtivos Principais
 Tratamento da Fundação
 Deverão ser drenados os olhos d’água porventura
encontrados na área da fundação.
 Todas as irregularidades da superfície rochosa que formem
taludes negativos ou balanços deverão ser eliminadas; o
espaço deverá ser preenchido com concreto.
 Se o maciço for fraturado, deverá ser executada uma cortina
de injeção de impermeabilização típica, com furos primários a
cada 3 m. Se necessário executar furos secundários.
 Para reduzir a subpressão deverá ser executada uma cortina
de drenagem típica.
87
Barragens de Concreto 
DetalhesConstrutivos Principais
 Concretagem das Estruturas
Para efeito destas Diretrizes, considera-se que o concreto será
produzido na central do canteiro de obras. Essa central deverá
ter capacidade compatível com o volume de concreto previsto e o
prazo para execução.
O procedimento industrial de fabricação do concreto deverá
atender a uma Especificação Técnica (ET) preparada por
especialistas no assunto (engenheiro estrutural e tecnologista de
concreto). Esse documento incluirá, para todas as fases do
processo (seleção e aceitação dos materiais componentes,
fabricação, transporte, lançamento e cura dos concretos), os
controles a serem obedecidos.
88
Barragens de Concreto 
INFORMAÇÕES REFERENTES A BARRAGENS DE CONCRETO
Como esta descrito nas Diretrizes para Estudos e Projetos de
Pequenas Centrais Hidrelétricas (ELETROBRÁS, cap. 7), algumas
informações adicionais com relação ao concreto para a construção das
barragens são de importante análise, sendo estas citadas a seguir:
 A resistência do concreto deverá ser especificada em função do
dimensionamento estrutural;
 Os agregados miúdos (areia) e graúdos (brita e/ou cascalho) deverão
ser de boa qualidade, ter partículas sólidas e duráveis, livres de
impurezas orgânicas de qualquer natureza e de materiais pulverulentos;
 O cimento deverá ser armazenado na obra de modo adequado, visando
protegê-lo contra deterioração, em pilhas de no máximo 10 sacos,
durante um período nunca superior a 90 dias, em galpões fechados e
convenientemente ventilados. A data de chegada de cada lote na obra
deverá ser rigorosamente controlada;
89
Barragens de Concreto 
INFORMAÇÕES REFERENTES A BARRAGENS DE CONCRETO
• A água destinada à preparação do concreto deverá ser limpa e não
deverá conter sais, óleos, ácidos, álcalis e substâncias orgânicas;
• O agregado graúdo (brita) deverá ser proveniente, preferencialmente,
de pedreira ou de cascalheira do leito do rio; o agregado miúdo
(areia) deverá ser proveniente de bancos situados no próprio leito do
rio;
• Em função da realidade do local e das necessidades da obra, os
agregados poderão ser adquiridos de empresas comerciais da região,
caso isso seja atrativo economicamente;
• Os agregados deverão ser estocados em pilhas com sistema de
drenagem eficiente. A contaminação por materiais estranhos e
misturas com modificação da granulometria deve ser evitada;
90
Barragens de Concreto 
INFORMAÇÕES REFERENTES A BARRAGENS DE CONCRETO
• O concreto deverá ser dosado na central de acordo com as
especificações anteriormente referidas, em função da resistência a
ser obtida. Da central o concreto deverá ser transportado diretamente
para o local de aplicação, procurando-se evitar a segregação dos
agregados, a perda de água de amassamento ou a variação da
trabalhabilidade da mistura;
• O lançamento do concreto só deverá ser realizado sobre superfícies
previamente preparadas e liberadas;
• A colocação deverá ser em princípio, contínua e quando houver
necessidade de juntas de construção, por qualquer motivo, devem ser
observadas as instruções especificadas para tratamento das mesmas
na ocasião da retomada da concretagem;
• Todo concreto deverá ser adensado por vibração;
91
Barragens de Concreto 
INFORMAÇÕES REFERENTES A BARRAGENS DE CONCRETO
• A superfície concretada não poderá ser exposta à ação de água de
cura antes que tenha endurecido o suficiente, para que não seja
danificada pelo umedecimento;
• Todo concreto deverá ser lançado de uma altura inferior a 2,0 m para
evitar a segregação de seus componentes;
• Cada bloco da barragem será concretado, em princípio, por faixas de
2,0 m de largura, paralelas ao eixo, e em camadas de 40 cm de
espessura, até perfazer 1,5 m de altura;
• Os lançamentos serão sucessivos; cada camada deverá ser
concretada e compactada antes que a camada anterior tenha iniciado
a pega, a fim de evitarem-se juntas horizontais; as superfícies
deverão ser deixadas rugosas a fim de se obter sempre uma boa
ligação com a camada seguinte;
92
Barragens de Concreto 
INFORMAÇÕES REFERENTES A BARRAGENS DE CONCRETO
• No caso do emprego de vibrador de imersão, este deverá penetrar na
parte superior da camada subjacente, colocada na mesma
concretagem;
• As camadas que forem concluídas num dia de trabalho ou que
tiverem sido concretadas pouco antes de se interromperem
temporariamente as operações serão limpas logo que a superfície
tiver endurecido o suficiente, retirando-se toda a nata de cimento,
bem como todos os materiais soltos ou estranhos;
• Quando a concretagem for suspensa por período de tempo superior
àquele em que se iniciou a pega, será caracterizada uma junta de
concretagem. A localização das juntas de concretagem deverá ser
planejada antecipadamente e a concretagem será contínua de junta a
junta;
93
Barragens de Concreto 
INFORMAÇÕES REFERENTES A BARRAGENS DE CONCRETO
• Para unir concreto fresco com outro já endurecido, a superfície da
parte já endurecida deverá ser raspada para retirar a argamassa
superficial, o material solto e eventuais corpos estranhos; essa
superfície, lavada e limpa com escovas de aço, deverá ser molhada e
conservada assim até a concretagem;
• As juntas verticais entre os blocos serão do tipo “junta seca” e
deverão ser construídas de modo a permitir absoluta liberdade entre
os blocos. Essas juntas de dilatação deverão ser vedadas, para
minimizar as perdas de água;
• A superfície do concreto será protegida adequadamente da ação
direta do sol e da chuva, de águas em movimento e de agentes
mecânicos, e deverá ser mantida úmida desde o lançamento até, pelo
menos, 14 dias após.
94
Barragens de Concreto 
INFORMAÇÕES REFERENTES A BARRAGENS DE CONCRETO
• A água para cura deverá ser potável;
• As superfícies de concreto destinadas a ficarem aparentes e que não
estiverem em contato com fôrmas durante a concretagem deverão
ser alisadas enquanto o concreto ainda estiver fresco;
• A desforma só poderá ser iniciada depois de 14 dias.