Tema_5_2010
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Tema_5_2010


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UFRJ 
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Tema 5 - Aproveitamentos Hidrelétricos: 
Barragens e Aspectos Construtivos 
 
Heloisa Teixeira Firmo 
hfirmo@gmail.com 
hfirmo@poli.ufrj.br 
 
2562-7991 
 
UFRJ 
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Sumário: 
 
1. Bibliografia. 
2. Barragens. 
3. Aspectos construtivos. 
 
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\uf0a7 Schreiber, Usinas Hidrelétricas - Editora 
Edgar Blücher, Ltda. 
\uf0a7 USBR \u2013 Design of Small Dams. 
\uf0a7 Manuais ELB (Inventário, PCH, Viabilidade, 
Projeto Básico). 
 
1. Bibliografia. 
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2. Barragens: aspectos conceituais. 
\uf071A construção de uma barragem ligada a uma usina 
hidrelétrica pode ter principalmente as finalidades: 
\uf0a7 a concentração do desnível de um rio para 
produzir uma queda; 
\uf0a7 Afogar tomada d´água, usina de desvio; 
\uf0a7 A criação de um grande reservatório capaz de 
regularizar o deflúvio; 
\uf0a7 O levantamento do nível d\u2019água para possibilitar a 
entrada da água num canal. 
\uf071As barragens podem também servir para outros fins 
como, por exemplo, controle de cheias, abastecimento, 
rejeitos ou irrigação. 
2. Barragens: rejeitos de mineração. 
Rompimento de uma barragem de rejeitos de mineração, ocorrido junto à estrada de 
São Sebastião de Águas Claras, em Nova Lima - MG (2001). 
http://www.precisao.eng.br/ 
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2. Barragens: aspectos conceituais. 
\uf071Classificação segundo o material de construção: 
\uf0a7 de terra (com seção homogênea e com seção 
zoneada); 
\uf0a7 de enrocamento; 
\uf0a7 de concreto; 
\uf0a7 tipo misto. 
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Barragem de terra: é apropriada para locais onde a 
topografia se apresente suavemente ondulada, nos vales 
pouco encaixados, e onde existam áreas de empréstimo de 
materiais argilosos/arenosos suficientes para a construção 
do maciço compactado. 
Adequabilidade do local: Um local considerado adequado 
para implantação de uma barragem de terra, além dos 
aspectos anteriormente citados, deverá possuir as 
seguintes características: 
 
 
2. Barragens: aspectos conceituais. 
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\uf0a7áreas de empréstimo e pedreiras localizadas em cotas 
superiores às da barragem, visando facilitar o transporte 
de materiais; 
\uf0a7 as fundações devem ter resistência e estanqueidade 
suficientes, de acordo com as recomendações para Preparo 
e Tratamento das Fundações (manual PCH); 
\uf0a7 o eixo deve ser posicionado no local mais estreito do rio, 
visando-se reduzir o volume da barragem; 
\uf0a7 as margens do reservatório devem ser estáveis, visando-
se minimizar escorregamentos. 
 
 
2. Barragens: aspectos conceituais. 
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A inexistência de áreas de empréstimo de solos argilosos torna 
antieconômica a adoção de barragem de terra nesses locais. 
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. 
\uf071Adequabilidade do local: Um local considerado adequado para 
a implantação de uma barragem de enrocamento deverá possuir 
as seguintes características 
\uf0a7 disponibilidade de material rochoso em quantidade suficiente. 
Normalmente é necessário desmontar 100 m3 de rocha para 
cada 130 m3 lançado no corpo da barragem. 
2. Barragens: aspectos conceituais. 
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\uf071Adequabilidade do local (barragem de enrocamento): 
\uf0a7 As pedreiras devem estar localizadas preferencialmente em 
cotas superiores às da área de construção da barragem, visando 
facilitar o transporte de materiais; 
\uf0a7 possibilidade de utilização direta do material, sejam os mesmos 
provenientes da escavação das fundações das outras estruturas 
ou das pedreiras; 
\uf0a7 a largura do vale, na cota da crista da barragem, deve ser a mais 
estreita no trecho aproveitável do rio, visando-se reduzir o volume 
da barragem; 
\uf0a7 as fundações e as ombreiras devem ser resistentes e estanques; 
\uf0a7 facilidade de construção e de acessos. 
 
2. Barragens: aspectos conceituais. 
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Entre os tipos tecnicamente viáveis, será escolhido aquele 
que resultar em investimentos menores. Se existe terra 
argilosa ou arenosa, com as qualidades adequadas, em 
quantidades suficientes, numa distância razoável, uma 
barragem de terra será o tipo indicado, principalmente, se 
areia natural para concreto não existir em quantidade 
suficiente perto do local da barragem. 
2. Barragens: aspectos conceituais. 
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Por outro lado, a escavação em rocha, quando necessária 
em grandes quantidades, para a construção do vertedouro 
e de outras obras, pode orientar o projeto para uma 
barragem de enrocamento, sobretudo se a quantidade 
disponível de terra argilosa para vedação é pequena. 
 
Em outros casos, um perfil constituído parcialmente de 
terra e parcialmente de enrocamento pode ser a solução 
mais econômica (barragem mista). 
2. Barragens: aspectos conceituais. 
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barragem de terra homogênea (H> 10 m) 
Fonte: Manual PCH, ELB. 
 
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
2. Barragens: aspectos conceituais. 
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2. Barragens: aspectos conceituais. 
Itaipu: Barragem de terra direita 
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2. Barragens: aspectos conceituais. 
Itaipu: Barragem de terra esquerda. 
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2. Barragens: aspectos conceituais. 
Barragem de terra: a barragem acima tem um perfil tipo zoneado, com núcleo constituído 
por solos argilosos no paramento a montante, separado por um filtro do paramento de jusante 
que é constituído por materiais resultantes da escavação 
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2. Barragens: aspectos conceituais. 
Itaipu: Barragem de enrocamento. 
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2. Barragens: aspectos conceituais. 
Itaipu. 
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2. Barragens: aspectos conceituais. 
\uf071custo 
\uf071Principais fatores físicos para a escolha da 
barragem: 
\uf0a7 Condições geológicas; 
\uf0a7 Fundações (qualidade do solo, permeabilidade, 
fissuras, falhas; 
\uf0a7 Quanto melhor qualidade das fundações, 
menores as restrições; 
\uf0a7 Material disponível; 
\uf0a7 Aspectos ambientais (áreas de empréstimo, 
bota-fora); 
\uf0a7 Tamanho e localização do vertedouro. 
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2. Barragens: aspectos conceituais. 
\uf071Classificação segundo seu comportamento estrutural: 
\uf0a7 Gravidade: pouco armada, concreto simples, 
concreto massa (sem armadura); 
\uf0a7 Gravidade aliviada: pouco armada, concreto 
estrutural, concreto massa; 
\uf0a7 Contrafortes: muito armada, concreto estrutural. 
\uf0a7 Arco-gravidade: pouco armada, concreto simples, 
concreto massa, não há muita solicitação à tração. 
\uf0a7 Arco: pouco armada, concreto estrutural. 
\uf0a7 Arcos múltiplos: muito armada. 
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2. Barragens: de concreto em arco. 
Exemplo: UHE Funil (RJ). 
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Funil: 
válvula difusora em funcionamento 
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2. Barragens: gravidade aliviada. 
Barragem principal de Itaipu, concebida em blocos de 
gravidade aliviada 
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2. Barragens: gravidade aliviada. 
Construção da barragem principal de Itaipu, concebida em 
blocos de gravidade aliviada 
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2. Barragens: gravidade aliviada. 
Itaipu: barragem lateral dirieta. 
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2. Barragens: contrafortes. 
Vistas geral e lateral (por jusante), em primeiro plano, de um 
bloco de contraforte concluído em Itaipu. 
 
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2. Barragens: esforços atuantes. 
\uf071Considerando os esforços que a barragem deve suportar: 
\uf0a7 Barragem a gravidade: quando os esforços somente 
possuem componentes em planos normais ao seu eixo 
(por exemplo, barragens de concreto de eixo reto); 
\uf0a7 Barragens em arco: quando os esforços possuem 
componentes em planos normais e tangenciais ao seu 
eixo (próprias para vales estreitos); 
\uf0a7 Barragens de terra: quando as forças atuantes são 
equilibradas pelas forças de coesão que se 
desenvolvem no interior das mesmas (mais comuns 
são de terra compactada e enrocamento). 
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2. Barragens: esforços atuantes. 
Principais forças atuantes: barragem a gravidade. 
\uf071Esforços verticais: 
\uf0a7 Subpressão nas