RELATO SOBRE OS TRABALHOS DO TEMA 91 - ESTUDOS E PROJETOS -

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1 COMITÊ BRASILEIRO DE BARRAGENS XXV SEMINÁRIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS SALVADOR, 12 A 15 DE OUTUBRO DE 2003 T91 - RELATO RELATO SOBRE OS TRABALHOS DO TEMA 91 - ESTUDOS E PROJETOS - Mário Cicareli Pinheiro (Relator) Sérgio Pimenta Correa Ricardo H. Andrzjewski Jorge Amorim Sílvio Botelho 1 INTRODUÇÃO O Tema 91 refere-se à área de Estudos e Projetos, dentro do qual o CBDB sugeriu a concentração nos tópicos abaixo relacionados, quando da chamada para elaboração dos trabalhos a serem apresentados no XXV Seminário Nacional de Grandes Barragens: Critérios de projeto; Etapas construtivas de barragens: concepção, projeto, dimensionamentos, processos construtivos e riscos associados, com ênfases nos aspectos hidrológicos, geológicos, geotécnicos e interações diversas com o meio ambiente; Determinação de cheias de projeto para dimensionamento de estruturas hidráulicas: vertedouros e obras de desvio; Dimensionamento hidráulico de estruturas de extravasão e de dissipação de energia; Sistemas de previsão de vazões em tempo real e operação de reservatórios. Foram apresentados 30 (trinta) trabalhos, contendo a distribuição temática, os tópicos de destaque e as palavras-chave, conforme indicados na Tabela 1. Alguns trabalhos abordaram mais de um tópico, além daquele de maior destaque. A dimensão dessa abrangência pode ser extraída do resumo apresentado na Tabela 2, onde são listados todos os trabalhos que abordaram um determinado tópico. Além desses sumários de tópicos abordados, esse Relato foi organizado em uma apresentação de comentários gerais sobre o tema Estudos e Projetos e em uma avaliação mais detalhada de cada trabalho apresentado. 1

2 TABELA 1 Tópicos de destaque e palavras-chave dos trabalhos do Tema 91 TRABALHO TÓPICO DE DESTAQUE PALAVRAS-CHAVE A1: Considerações sobre o Projeto dos Túneis Forçados com Baixa Cobertura da UHE Machadinho Túnel de adução, Túnel forçado, Escavação em rocha A2: Túnel de emergência e Dique Fusível da UHE Campos Novos Dimensionamento de obra de desvio Obra de desvio, Túnel de enchimento, Túnel de desvio, Modelo físico reduzido A3: Estudos Hidráulicos do Canal de Restituição do Vertedouro da UHE Itutinga Processo construtivo Vertedouro, Canal de restituição, Modelo físico reduzido, Modelação matemática do escoamento A4: Vertedouro Lateral do Aproveitamento Hidrelétrico de Quebra Queixo Dimensionamento de vertedouro Vertedouro, Vertedouro lateral, Modelo físico reduzido A5: Modelação da Propagação de Cheias Ocasionadas por Rompimento de Barragens na Cadeia de Geração do Rio Paranapanema Análise de risco Rompimento de barragem, Análise de risco, Plano de contingência, Modelação hidrodinâmica do escoamento, Sistema de informação geográfica A6: Previsão de Deslocamentos em Barragens de Enrocamento Utilizando Lógica Difusa Aspectos geotécnicos Lógica difusa, Enrocamento, Barragem de enrocamento com face de concreto A7: Metodologia para Dimensionamento de Laje de Concreto Utilizada em Barragens de Enrocamento com Face de Concreto Barragem de enrocamento com face de concreto, Simulação numérica, Enrocamento A8: Usina de Traição A Evolução da Reação Álcali-Agregado (RAA) nos Últimos 20 Anos Análise de risco Manutenção de barragem, Auscultação de barragem, Reação álcali-agregado A9: Utilização de Fundo Móvel Coesivo em Modelos Reduzidos Dissipação de energia Modelo físico, Bacia de dissipação de energia, Erosão a jusante de dissipadores A10: Simulação da Carga Hidrostática em Modelo Físico Modelo físico, Casa de força, Análise estrutural Estrutural de Casa de Força A11: Aeração em um Vertedouro em Degraus com Declividade 0,75H:1,00V Dimensionamento de vertedouro Vertedouro em degraus, Vertedouro, Bacia de dissipação de energia A12: Transiente Hidráulico Comparação entre Modelos Numéricos e Rejeição Ocorrida na UHE Serra da Mesa Transiente hidráulico, Chaminé de equilíbrio, Modelo físico A13: Diretrizes/Critérios para os Projetos de Estruturas Hidráulicas Visando Evitar a Erosão por Cavitação Dimensionamento de vertedouro Erosão por cavitação, Estruturas hidráulicas, Critérios de projeto A14: Análise das Flutuações de Pressão Junto ao Fundo em Bacias de Dissipação por Ressalto Hidráulico Dissipação de energia Ressalto hidráulico, Bacia de dissipação de energia, Flutuação de pressões A15: Riscos de Ocorrência de Erros em Transferência de Dados de Vazões para Locais de PCH s Aspectos hidrológicos Regionalização de vazões, Séries de vazões 2

3 TABELA 1 Tópicos de destaque e palavras-chave dos trabalhos do Tema 91 (continuação) TRABALHO TÓPICO DE DESTAQUE PALAVRAS-CHAVE A16: Considerações sobre a Alteração de Enrocamentos Análise de risco Enrocamento, Durabilidade de enrocamentos, Análise laboratorial A17: Utilização de Geoprocessamento em Estudos de Suscetibilidade à Erosão na Área de Influência da UHE Barra do Peixe MT/GO A18: Considerações sobre o Efeito de Escala no Dimensionamento do Material de Ensecadeiras Construídas em Ponta de Aterro A19: Gerenciamento dos Riscos de Engenharia Civil em Estudos de Viabilidade de Aproveitamentos Hidrelétricos A20: Implicações do Método de Avaliação das Condições Topográficas da Bacia, no Projeto da Barragem Congonhas A21: Paraitinga Aspectos Geológico-Geotécnicos e Projeto de uma Barragem sobre a Falha de Cubatão A22: Compacidade Relativa de Areias Uma Proposta Prática para Controle de Campo A23: Implantação do Dispositivo Anti-Vórtice no Vertedouro da Usina Hidrelétrica Ilha Solteira para Evitar Cavitação A24: Análise de Alguns Parâmetros que Influenciam na Estabilidade de Barragens Gravidade de Concreto A25: Análises Paramétricas em Modelos Matemáticos 3D das BEFC s Campos Novos e Barra Grande A26: Incertezas Quanto à Definição da Descarga Sanitária de Reservatórios A27: Avaliação da Capacidade de Discriminação de Alvos Naturais e Artificiais pelo Satélite IKONOS A28: Comportamento de Barragens de Enrocamento com Face de Concreto Sujeitas a Diferentes Condições de Fundação A29: Considerações sobre Análise e Modelagem de Barragens de Enrocamento com Face de Concreto A30: Análise Crítica dos Critérios de Projeto da Laje de Concreto em Barragens de Enrocamento com Face de Concreto Aspectos hidrológicos Análise de risco Aspectos geológicos e geotécnicos Aspectos geotécnicos Dimensionamento de vertedouro Aspectos ambientais Aspectos ambientais Sensoriamento remoto, Erosão em bacias hidrográficas, Geoprocessamento Ensecadeira, Modelo Físico, Enrocamento Análise de risco, Gerência de projeto, Gerenciamento de riscos Critérios de projeto, Projeto básico, Bacia hidráulica de reservatórios Estudos sismológicos, Tratamento de fundação, Investigações geológicas Ensaios laboratoriais, Material filtrante, Barragem de terra Modelo físico, cavitação, aeração de vertedouros, dispositivo anti-vórtice Barragem de concreto, Barragem gravidade, Análise de estabilidade Barragem de enrocamento com face de concreto, Modelação matemática de deformações Vazão sanitária, Trecho de vazão reduzida, Legislação ambiental Sensoriamento remoto, Estudos ambientais Barragem de enrocamento com face de concreto, Enrocamento, Modelo numérico Barragem de enrocamento com face de concreto, Enrocamento, Modelo Numérico Barragem de enrocamento com face de concreto, enrocamento 3

4 TABELA 2 Tópicos abordados nos trabalhos do Tema 91 TÓPICO ABORDADO NÚMERO DE TRABALHOS RELAÇÃO DE TRABALHOS Critérios de projeto 11 A1, A7, A10, A12, A18, A20, A24, A25, A28, A29, A30 Etapa de projeto (concepção, viabilidade, projeto básico) 28 Apenas os trabalhos A8 e A19 não estão relacionados Processos construtivos 8 A1, A2, A3, A4, A16, A18, A21, A23 Análise de risco 5 A5, A8, A12, A16, A19 Aspectos hidrológicos 5 A5, A15, A17, A20, A26 Aspectos geológicos 3 A17, A21, A28 Aspectos geotécnicos 6 A6, A21, A22, A24, A28, A29 Aspectos ambientais 6 A3, A5, A17, A19, A26, A27 Dimensionamento de vertedouros 5 A3, A4, A11, A13, A23 Dimensionamento de obras de desvio 2 A2, A18 Dissipação de energia 6 A4, A9, A11, A13, A14, A23 Modelo físico reduzido 9 A2, A3, A4, A9, A10, A11, A12, A18, A23 Modelo numérico de simulação 7 A3, A5, A7, A12, A25, A28, A29 Barragem de enrocamento com face de concreto 6 A6, A7, A25, A28, A29, A30 4

5 2 COMENTÁRIOS GERAIS Analisando as Tabelas 1 e 2, nota-se um predomínio de abordagem do tópico relacionado a critérios de projeto, com validação por modelos físicos, no conjunto dos trabalhos apresentados. Também já pode ser notada a utilização da hidráulica computacional para o dimensionamento das obras hidráulicas. A disponibilidade crescente de recursos computacionais, com o emprego de modelos de simulação, vem permitindo a execução de serviços até então quase impossíveis de serem tratados. Um exemplo dessa nova potencialidade pode ser atestado pelo Trabalho A5: Modelação da Propagação de Cheias Ocasionadas por Rompimento de Barragens na Cadeia de Geração do Rio Paranapanema. Nesta aplicação, foram utilizadas técnicas de modelação matemática para simular os efeitos do rompimento em série das barragens, acopladas a um sistema de informações georreferenciadas, para a delimitação das áreas atingidas pelo trânsito da onda de cheia gerada. Entretanto, mesmo nesse novo cenário de potencialidades computacionais, os modelos físicos em escala reduzida continuam tendo papel importante na verificação e análise de desempenho operacional das obras hidráulicas. Alguns trabalhos mostraram resultados comparativos entre as técnicas de modelação física e computacional, ressaltando a importância das primeiras como forma de superar limitações dos modelos matemáticos. O Trabalho A3: Estudos Hidráulicos do Canal de Restituição do Vertedouro da UHE Itutinga sintetiza essa importância dos modelos físicos, ao possibilitarem a otimização das seções hidráulicas que foram redimensionadas para solucionar um problema de cunho ambiental. As interfaces das questões ambientais com os critérios de projeto também foram abordadas. O trabalho A3, supramencionado, enquadra-se como o típico caso de obra de remediação, projetada e implantada para equacionar o problema de mortandade de peixes a jusante da usina da CEMIG, fato que gerava desgastes com o público e com os órgãos de controle ambiental. Também na temática dos aspectos ambientais, o Trabalho A26: Incertezas Quanto à Definição da Descarga Sanitária de Reservatórios mostra a complexidade de encaminhamento de soluções para o problema de manutenção de fluxos residuais mínimos nos trechos de vazões reduzidas entre tomadas de água e seções de restituição a jusante. A falta de uma análise bem embasada sobre as vazões mínimas requeridas tem repercutido nas deliberações dos órgãos de licenciamento ambiental, que optam pela adoção de posturas conservadoras como forma de resguardo às incertezas de eventuais impactos negativos no futuro. Dentre essas posturas, pode ser exigida a manutenção de descargas residuais tão elevadas que inviabilizam os empreendimentos, ou então até ser motivação para embargo da obra. Além dos estudos de casos citados pelo autor do trabalho, podem ainda ser mencionado o embaraço criado pelos condicionantes postos para as obras dos aproveitamentos hidrelétricos Capim Branco I (rio Araguari), Pilar (rio Piranga) e Aimorés (rio Doce), bem como em diversos projetos de pequenas centrais hidrelétricas. 5

6 Alguns trabalhos conduzem à reflexão sobre a possibilidade de perda na qualidade dos atuais projetos, como forma de adaptação a um mercado cada vez mais restritivo em disponibilizar recursos financeiros para investimentos em estudos e investigações de campo. Nesse sentido, um destaque especial deve ser dado ao Trabalho A20: Implicações do Método de Avaliação das Condições Topográficas da Bacia, no Projeto da Barragem Congonhas e Outras. O autor traz à tona o problema das imprecisões inerentes ao emprego de cartografia em escala 1: , quando aplicadas para o dimensionamento das características de bacias hidráulicas de reservatórios, resumidas nas curvas cota-área e cota-volume. Mesmo sendo preparadas com base em restituições aerofotogramétricas, sabe-se que as plantas cartográficas nessa escala devem ser utilizadas apenas em estudos preliminares de inventário de sítios barráveis. O cerne do problema está no fato de que estão sendo elaborados projetos básicos utilizando essa cartografia, conforme foi citado pelo autor do trabalho. A justificativa dada para tal critério simplificado está na redução das verbas disponibilizadas para a elaboração de projetos, principalmente para os trabalhos de levantamentos e investigações de campo. Seguramente, deve ser consenso de todos os profissionais que atuam na área de projeto de barragens que é importante a preservação de uma qualidade mínima nos estudos e dimensionamentos efetuados e que a economia nos levantamentos de campo e na obtenção de uma sólida base de dados pode comprometer a segurança do empreendimento. Sabidamente, o setor elétrico brasileiro foi e continua sendo o impulsionador dos projetos e obras de grandes barragens no País. Mesmo com a retração do setor, foram apresentados trabalhos de relevante interesse, relacionados ao projeto e construção de barragens para usinas hidrelétricas. Nota-se o completo predomínio da modalidade de contratação dos serviços por empreitada global a preço fixo e prazo determinado. No presente seminário, seria interessante discutir os efeitos desta moderna modalidade de contratação, sobre a qualidade dos serviços. Como o dimensionamento de uma grande barragem apresenta uma evolução natural de detalhamentos ao longo das etapas de viabilidade, projeto básico e projeto executivo, muitas vezes havendo necessidade de incorporar adequações aos desenhos, em função de desvios que ocorrem durante a obra, pode ser quase impossível fornecer um preço global para problemas e soluções ainda desconhecidos. Progressivamente, a contratação dos serviços está deixando de ser feita por pessoal dos quadros técnicos das empresas proprietárias das obras, passando para a área de suprimentos, na qual a especialidade dos serviços de engenharia é tratada com os mesmos pesos e medidas que os produtos fabricados em série, com valor agregado às máquinas e não à qualificação de profissionais. Deve-se lembrar que, mesmo nesse novo cenário, a responsabilidade por qualquer não conformidade continua sendo da Engenharia, e nunca será dos profissionais contratantes da área de suprimentos. 6

7 3 APRESENTAÇÃO DOS TRABALHOS A seguir são apresentados os comentários de cada trabalho, com destaque para os tópicos e conclusões de maior relevância. TRABALHO A1: CONSIDERAÇÕES SOBRE O PROJETO DOS TÚNEIS FORÇADOS COM BAIXA COBERTURA DA UHE MACHADINHO O trabalho apresenta a solução de engenharia adotada na fase de projeto executivo e durante a construção da UHE Machadinho para resolver o problema da insuficiência da cobertura de rocha dos túneis forçados, principalmente o túnel forçado T3 e parcialmente o túnel forçado T2, além de problemas de estabilidade da tomada de água do T3. A solução adotada baseou-se em um conjunto de intervenções estruturais, tais como revestimento em concreto armado com impermeabilização com membrana plástica, injeções de consolidação numa faixa de 5,0 m ao redor de cada túnel e implantação de ampla rede de drenagem na região em torno das escavações para controle das subpressões no maciço e encaminhamento das percolações através de galeria. Os autores concluem que os túneis forçados, após 1 ano de operação, apresentam um bom desempenho, não tendo sido registrada nenhuma percolação excessiva, mostrando a adequação das soluções adotadas. TRABALHO A2: TÚNEL DE EMERGÊNCIA E DIQUE FUSÍVEL DA UHE CAMPOS NOVOS O trabalho apresenta os critérios adotados para a proteção da ensecadeira de montante da UHE Campos Novos, quando do enchimento da área entre a ensecadeira e a barragem, através da utilização de um dique fusível dentro de um túnel de enchimento, ao invés de canal, devidos a aspectos topográficos e logísticos próprios do local de implantação da obra. A ensecadeira, localizada dentro do túnel, foi projetada para um tempo de recorrência de 1:20 anos. O dique fusível foi testado em modelo reduzido no Laboratório do CEHPAR para verificação da capacidade de descarga e escoamento a jusante. Os autores concluem que a solução em túnel, embora tenha custos superiores à solução em canal, resultou em uma solução econômica e de igual qualidade para o empreendimento, ao serem computadas as demais vantagens, tais como logística de acesso. Ressaltaram também a importância de haver abertura para alteração de uma concepção mesmo na etapa de Projeto Executivo, fator de extrema relevância nos contratos a preço global. TRABALHO A3: ESTUDOS HIDRÁULICOS DO CANAL DE RESTITUIÇÃO DO VERTEDOURO DA UHE ITUTINGA O trabalho apresenta os resultados da concepção e dos estudos hidráulicos para o projeto de remodelação do canal de restituição do vertedouro da UHE Itutinga. Os estudos hidráulicos foram feitos com base em modelação 7

8 matemática de perfis de escoamento e por meio de modelo físico reduzido, que forneceram os elementos para o projeto. Os autores ressaltam a importância do modelo físico, em complementação aos resultados do modelo matemático, como forma de resolver problemas relacionados a fluxos bi-direcionais. O canal de restituição da UHE Itutinga apresentava problemas de formação de poças de água estagnada, após cada operação de fechamento, causando mortandade de peixes. O projeto e a obra do canal de restituição, já concluídos, vieram solucionar o problema. TRABALHO A4: VERTEDOURO LATERAL DO APROVEITAMENTO HIDRELÉTRICO DE QUEBRA QUEIXO A otimização do arranjo geral do AHE Quebra Queixo foi viabilizada pela concepção adotada no projeto do sistema extravasor. A barragem, inicialmente concebida em CCR, com vertedouro incorporado ao maciço, teve seu projeto reformulado para enrocamento com face de concreto, com significativa redução de custos. Na nova concepção, o sistema extravasor foi alterado para vertedouro lateral, com bacia de amortecimento intermediária, escavada em rocha, seguida de um vertedouro convencional em perfil Creager, de onde as vazões vertidas são escoadas para a bacia de dissipação na calha a jusante. O sistema apresenta concepção original, com duas seções de controle hidráulico e duas bacias de dissipação, tendo sido importante a modelação física para avaliação do desempenho operacional. A solução é adequada para vertedouros em soleira livre, sem controle por comportas, implantados em barragens que formam pequenos reservatórios. O dimensionamento representou uma solução de compromisso entre as restrições geológicas (contato do derrame basáltico toleítico e derrame ácido), economia de concreto na ogiva do vertedouro e funcionamento hidráulico da bacia de dissipação intermediária. TRABALHO A5: MODELAÇÃO DA PROPAGAÇÃO DE CHEIAS OCASIONADAS POR ROMPIMENTO DE BARRAGENS NA CADEIA DE GERAÇÃO DO RIO PARANAPANEMA O trabalho descreve uma aplicação de modelagem matemática de rompimento de barragens, empregando um sistema especialista que acopla o modelo de simulação a um modelo digital de terreno, permitindo a representação dos resultados em plantas, nas quais se visualiza a extensão das áreas atingidas pelo trânsito da cheia resultante. Embora a simulação de rompimento de barragens não seja uma técnica de desenvolvimento recente, o Trabalho A5 traz como inovação a montagem do modelo matemático e do processamento cartográfico dos resultados em uma mesma plataforma computacional. 8

9 No presente momento, a simulação do rompimento de barragens tem-se tornado uma técnica essencial para as análises de riscos e estabelecimento de planos de contingência e de emergência. Essas análises apresentam-se como exigências legais, em alguns casos como condicionante para licenciamento ambiental e, principalmente, como forma de atribuir bons índices de desempenho do empreendedor, repercutindo em contratos com seguradoras e na obtenção de certificados de qualificação. TRABALHO A6: PREVISÃO DE DESLOCAMENTOS EM BARRAGENS DE ENROCAMENTO UTILIZANDO LÓGICA DIFUSA O método denominado Lógica Difusa foi desenvolvido para analisar informações racionais e sistemáticas que interferem em determinados processos, incorporando o grau de imprecisão de cada componente. No caso, os diversos componentes podem receber atributos qualitativos, aos quais são associados valores numéricos variando entre 0 e 1. O método pode ser útil para ordenar a estruturação de um conceito ou raciocínio, reduzindo as componentes de intuição e de subjetividade que marcam uma decisão. O trabalho trata da aplicação do método para a determinação da compressibilidade de enrocamentos, que depende de diversos fatores com quantificações vagas e domínios mal estabelecidos, tais como forma e dimensão dos grãos, mineralogia, geometria do vale e processos construtivos. Na conclusão do trabalho, os autores comentam que a aplicação da Lógica Difusa na Engenharia Civil tem se tornado bastante promissora, ressaltando, no entanto, que o grau de complexidade aumenta consideravelmente à medida que também aumenta o número de variáveis em análise. TRABALHO A7: METODOLOGIA PARA DIMENSIONAMENTO DE LAJE DE CONCRETO UTILIZADA EM BARRAGENS DE ENROCAMENTO COM FACE DE CONCRETO O trabalho apresenta a descrição de metodologia proposta para o dimensionamento estrutural da laje de impermeabilização utilizada em Barragens de Enrocamento com Face de Concreto (BEFC), visando propor alternativa à prática usual de dimensionamento desta estrutura de impermeabilização, na qual a espessura é determinada em função da carga hidrostática aplicada. Buscando diminuir o caráter empírico deste dimensionamento, o método proposto baseia-se em parâmetros relacionados à resistência da laje, tais como deslocamentos impostos pelas deformações dos maciços e esforços solicitantes que atuam na seção. Os cálculos foram processados por meio de simulação numérica, para determinar o comportamento do maciço durante o enchimento do reservatório. Finalizando, são apresentados os resultados obtidos no dimensionamento de Seção Típica baseada na barragem da UHE Campos Novos, onde se obteve a concordância de metodologias, mesmo utilizando parâmetros não determinados de forma exata e simulações numéricas não refinadas em determinados aspectos. 9

10 TRABALHO A8: USINA DE TRAIÇÃO A EVOLUÇÃO DA REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO (RAA) NOS ÚLTIMOS 20 ANOS Este trabalho apresenta um interessante caso em que um problema congênito de uma estrutura de barramento (situada dentro da cidade de São Paulo) foi corretamente diagnosticada apenas 55 anos após a conclusão da obra, abrindo espaço para a execução de medidas eficazes de controle. Fica a pergunta: quantas outras obras de barragens espalhadas pelo Brasil estão à espera de serviços competentes de monitoramento e inspeção, para revelar que são necessárias ações para mitigar riscos à elas associadas? TRABALHO A9: UTILIZAÇÃO DE FUNDO MÓVEL COESIVO EM MODELOS REDUZIDOS A conformação das fossas de erosão a jusante de dissipadores de energia tipo salto de esqui continua sendo um tema de pesquisa, em razão das diversidades dos fatores intervenientes. Neste trabalho, a profundidade da fossa de erosão foi testada em modelo reduzido, utilizando fundo móvel em material coesivo. Especificamente, o modelo reduzido foi desenvolvido para o caso do vertedouro da UHE Candonga. Os autores concluíram que os resultados obtidos com esse material aproximam-se com maior precisão das fossas efetivamente observadas nos protótipos, em comparação com os ensaios em modelos realizados com material solto. TRABALHO A10: SIMULAÇÃO DA CARGA HIDROSTÁTICA EM MODELO FÍSICO ESTRUTURAL DE CASA DE FORÇA É apresentado neste trabalho o desenvolvimento de um Sistema de Aplicação de Cargas visando simular em um Modelo Físico Reduzido da estrutura da Tomada de Água/Casa de Força da usina de Porto Primavera (UHE Sérgio Motta), a ação do carregamento hidráulico sobre os paramentos de montante e o peso do hidrogerador. São descritos no trabalho o Projeto dos Carregamentos, a Montagem dos Sistemas de Carregamentos e os Ensaios Realizados e, apresentados os resultados obtidos nos ensaios do Modelo Físico Reduzido. O trabalho apresentado mostra uma primeira fase de um trabalho que pode ser promissor, primeiro pela rara oportunidade do estudo de um modelo estrutural complexo físico, que pelo alto custo tem sido abandonado nos estudos de usinas e barragens, por outro lado o modelo apresenta um banco controlado para testes de algoritimos numéricos de cálculo. TRABALHO A11: AERAÇÃO EM UM VERTEDOURO EM DEGRAUS COM DECLIVIDADE 0,75H:1,00V A importância de associar o modo construtivo das barragens CCR com a dissipação de energia nos vertedouros incorporados aos maciços é destacada neste trabalho. Ao caracterizar o problema como falta de critérios objetivos 10

11 para o dimensionamento desse tipo de vertedouro, mesmo com a ampla bibliografia disponível, os autores propõem a fixação de critérios em função de variáveis conhecidas, tais como: vazão específica, altura dos degraus, e declividade da calha. Na metodologia desenvolvida para o trabalho, foi aplicada modelação física para avaliar o desenvolvimento da camada limite (início da aeração), a dissipação de energia ao longo da calha e as probabilidades de ocorrência de cavitação. Indicando concordância com experimentos anteriores, foi definido o ponto de início da aeração em função da descarga específica e da posição na qual a espessura da camada limite atinge a profundidade do escoamento. TRABALHO A12: TRANSIENTE HIDRÁULICO COMPARAÇÃO ENTRE MODELOS NUMÉRICOS E REJEIÇÃO OCORRIDA NA UHE SERRA DA MESA Apresentado como uma pesquisa pouco usual, pela falta de oportunidade, este trabalho apresenta comparações e análise de desempenho de modelos matemáticos de cálculo de transiente hidráulico com os efeitos efetivamente observados nos protótipos. Empregando dois modelos numéricos distintos, as simulações foram testadas em paradas forçadas na UHE Serra da Mesa. TRABALHO A13: DIRETRIZES/CRITÉRIOS PARA OS PROJETOS DE ESTRUTURAS HIDRÁULICAS VISANDO EVITAR A EROSÃO POR CAVITAÇÃO O trabalho apresenta uma revisão de um assunto bem tratado na bibliografia técnica. Condensa de uma maneira organizada e de fácil compreensão essa experiência anterior tornando-a acessível aos leitores do trabalho. TRABALHO A14: ANÁLISE DAS FLUTUAÇÕES DE PRESSÃO JUNTO AO FUNDO EM BACIAS DE DISSIPAÇÃO POR RESSALTO HIDRÁULICO O assunto tratado neste trabalho é importante e atual. De fato, com a fronteira de novos projetos de aproveitamentos hidrelétricos indo para o Norte do Brasil, em rios de desenvolvimento longitudinal mais plano, e com os sítios remanescentes mais ao Sul do País cada vez mais ligados a aproveitamentos de baixa queda, com maior freqüência aparecerão os projetos com bacias de dissipação por ressalto hidráulico. Portanto o assunto é atual e de interesse à comunidade técnica brasileira. TRABALHO A15: RISCOS DE OCORRÊNCIA DE ERROS EM TRANSFERÊNCIA DE DADOS DE VAZÕES PARA LOCAIS DE PCH s O Trabalho A15 aborda o recorrente tema de transferência de dados hidrológicos para locais com pouca ou nenhuma informação hidrométrica. Mais uma vez fica evidente que a adoção de modelos aparentemente mais sofisticados nem sempre leva a resultados melhores. A própria análise dos gráficos, com a plotagem dos dados (ferramenta indispensável para uma 11

12 análise adequada), afirma de antemão os resultados verificados nos testes de aderência. Fica claro que os riscos de transferência são grandes, com evidentes efeitos tanto no dimensionamento das estruturas (segurança e custos envolvidos), quanto no desempenho energético dos aproveitamentos estudados (receita). Por isso este trabalho permite concluir que o desenvolvimento de um projeto com deficiência de dados deve considerar os riscos de avaliação da Hidrologia. Assim, para esses casos, as soluções de engenharia e o dimensionamento energético devem ser mais robustos, ou seja, devem ser adotas soluções que suportem variações maiores dos parâmetros de dimensionamento (vazões) e que a atratividade seja menos afetada por reduções na disponibilidade hídrica estimada. TRABALHO A16: CONSIDERAÇÕES SOBRE A ALTERAÇÃO DE ENROCAMENTOS O trabalho apresenta uma metodologia prática para avaliação da durabilidade de materiais de enrocamento, destacando-se os procedimentos de ensaios necessários. São discutidos os principais fatores que condicionam o comportamento dos enrocamentos, com ênfase nos efeitos da alteração do material rochoso. Uma aplicação desta metodologia é ilustrada para o enrocamento usado como riprap da barragem da UHE Marimbondo. Discute-se o programa experimental desenvolvido, com destaque para os ensaios que melhor representam o efeito da alteração do enrocamento. A aplicabilidade da metodologia é discutida com base na previsão dos parâmetros geotécnicos do enrocamento para 75 anos de alteração natural no campo. O trabalho traz também uma ampla revisão bibliográfica sobre o tema. TRABALHO A17: UTILIZAÇÃO DE GEOPROCESSAMENTO EM ESTUDOS DE SUSCETIBILIDADE À EROSÃO NA ÁREA DE INFLUÊNCIA DA UHE BARRA DO PEIXE MT/GO Este trabalho mostra a aplicação de recursos de sensoriamento remoto para a identificação e delimitação de áreas propensas à erosão, em bacias hidrográficas de contribuição a aproveitamentos hidrelétricos. TRABALHO A18: CONSIDERAÇÕES SOBRE O EFEITO DE ESCALA NO DIMENSIONAMENTO DO MATERIAL DE ENSECADEIRAS CONSTRUÍDAS EM PONTA DE ATERRO Este trabalho avalia o problema de dimensionamento de ensecadeiras de enrocamento, construídas em ponta de aterro. Devido à diversidade de métodos (com equações empíricas e por meio de modelos físicos) e à grande quantidade de variáveis envolvidas, esses estudos teórico-experimentais tornam-se complexos, apresentando diferenças importantes entre si, não se conseguindo um adequado dimensionamento do enrocamento. 12

13 Assim, os estudos em modelos físicos reduzidos continuam constituindo-se no melhor procedimento capaz de conduzir a bons resultados. Contudo, essa técnica experimental apresenta aspectos não totalmente esclarecidos no que se refere à transposição de resultados do modelo ao protótipo: os efeitos de escala. Este trabalho apresenta uma análise de sua real origem com base em investigações experimentais desenvolvidas pelo autor. TRABALHO A19: GERENCIAMENTO DOS RISCOS DE ENGENHARIA CIVIL EM ESTUDOS DE VIABILIDADE DE APROVEITAMENTOS HIDRELÉTRICOS O trabalho apresenta as etapas de desenvolvimento de Gerenciamento de Riscos Técnicos em Estudos de Aproveitamentos Hidrelétricos, utilizando a metodologia do PMBOK Project Management Body of Knowledge do PMI Project Management Institute e mostra a análise de um estudo de viabilidade aprovado pela ANEEL, onde foi feita uma identificação e análise qualitativa e quantitativa dos principais riscos de engenharia, e preparação do plano de respostas do estudo. Conclui-se que nesta fase de estudos a minimização dos riscos está diretamente associada a levantamentos básicos confiáveis e em quantidade satisfatória, incluindo ensaios de campo e laboratório. Os autores, concluem ainda que nos casos específicos dos leilões da ANEEL, o curto prazo para a otimização e montagem da proposta, que é baseada nos Estudos de Viabilidade, faz com que a adequação dos levantamentos feitos aumente a atratividade do empreendimento, proporcionalmente à redução de riscos. TRABALHO A20: IMPLICAÇÕES DO MÉTODO DE AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES TOPOGRÁFICAS DA BACIA, NO PROJETO DA BARRAGEM CONGONHAS E OUTROS O foco principal deste trabalho, já destacado no capítulo anterior desse Relato, está na utilização de cartografia de baixa precisão em estudos avançados ao nível de Projeto Básico de barragens. Torna-se interessante a remissão ao Trabalho A19, que trata exatamente dos riscos associados à baixa qualidade dos dados básicos empregados na análise de projetos. TRABALHO A21: PARAITINGA ASPECTOS GEOLÓGICO- GEOTÉCNICOS E PROJETO DE UMA BARRAGEM SOBRE A FALHA DE CUBATÃO Este trabalho aborda os aspectos geológicos e geotécnicos do projeto da Barragem do Paraitinga, situada no município de Salesópolis-SP. A barragem está implantada na várzea do Rio Paraitinga, sobre a caixa da Falha de Cubatão, o que motivou a realização de estudos sismológicos e sísmicos que orientaram o dimensionamento das estruturas. Apresentam-se a descrição da barragem, os aspectos geológicos, as investigações geológicas e geotécnicas realizadas, o estudo de risco sísmico e o tratamento do maciço rochoso. Também nesse trabalho fica caracterizada a possibilidade de alteração nas condições iniciais de projeto, quanto a ocorrência de juntas de alívio, de 13

14 grandes dimensões, no maciço rochoso da ombreira direita, foi detectada somente durante os serviços de escavação. TRABALHO A22: COMPACIDADE RELATIVA DE AREIAS UMA PROPOSTA PRÁTICA PARA CONTROLE DE CAMPO A partir do levantamento de resultados de ensaios de determinação de densidades máxima e mínima, realizados em 250 amostras de areia das mais diversas regiões do País, foi feito um estudo estatístico do comportamento da relação entre densidade mínima e densidade máxima. Uma boa correlação foi encontrada para esta relação para os resultados separados em duas faixas de coeficiente de uniformidade. Este trabalho apresenta, para areias, uma proposta prática para controle de compacidade relativa de campo. TRABALHO A23: IMPLANTAÇÃO DO DISPOSITIVO ANTI-VÓRTICE NO VERTEDOURO DA USINA HIDRELÉTRICA ILHA SOLTEIRA PARA EVITAR CAVITAÇÃO Na década de 1960, foram dimensionadas diversas estruturas de vertimento de grande porte com blocos defletores, para diminuir o comprimento das bacias de dissipação. Os cálculos e dimensionamentos foram feitos com base nos estudos de bacias de pequena e media capacidade, desenvolvidas experimentalmente pelo US Army Corps of Engineers e Bureau of Reclamation dos EUA. A transposição para bacias de grande capacidade não foi um sucesso, pelo aparecimento de erosão por cavitação. Este trabalho traz informações tanto para novos projetos como para a mitigação de problemas semelhantes em estruturas existentes. TRABALHO A24: ANÁLISE DE ALGUNS PARÂMETROS QUE INFLUENCIAM NA ESTABILIDADE DE BARRAGENS GRAVIDADE DE CONCRETO Baseado no Método de Gravidade, este trabalho apresenta a análise de alguns parâmetros que influenciam nos critérios de estabilidade de barragens de concreto, traduzidos pelos coeficientes de segurança que verificam as condições de resistência quanto ao deslizamento, tombamento, posição da resultante dos esforços e tensões admissíveis nos planos potenciais de ruptura. Para estas análises, foram escolhidos como parâmetros de estudo a relação largura da base - altura da barragem (inclinação dos paramentos), presença de drenos e variação da profundidade de água no reservatório. Os estudos foram feitos com auxílio de programa de modelação numérica, que apresentou excelentes resultados, quando comparados com os resultados obtidos por outros códigos ou mesmo mostrados na literatura. 14

15 TRABALHO A25: ANÁLISES PARAMÉTRICAS EM MODELOS MATEMÁTICOS 3D DAS BEFC s CAMPOS NOVOS E BARRA GRANDE Este trabalho descreve as análises paramétricas de deformação, realizadas através de modelos matemáticos tridimensionais que auxiliaram na definição do zoneamento dos materiais no maciço das Barragens de Enrocamento com Face de Concreto (BEFC) de Campos Novos e de Barra Grande. Os estudos foram realizados com o objetivo de se minimizar as deformações sofridas pelo maciço de enrocamento e conseqüentemente pela laje de face das barragens, em função do carregamento hidrostático imposto pelo enchimento do reservatório desses empreendimentos. TRABALHO A26: INCERTEZAS QUANTO À DEFINIÇÃO DA DESCARGA SANITÁRIA DE RESERVATÓRIOS Embora sem apresentar uma solução para o problema, dada a complexidade envolvida, o Trabalho A26 coloca em debate a fixação de fluxo residual mínimo a jusante de barragens, durante a fase de enchimento dos reservatórios e na operação de aproveitamentos hidrelétricos que apresentam um trecho de rio desviado. Para evitar que os órgãos de licenciamento ambiental estabelecem critérios tipo apenas por princípio, os autores recomendam a elaboração de estudos mais detalhados na etapa de viabilidade dos empreendimentos, como forma de definir a vazão mínima necessária. TRABALHO A27: AVALIAÇÃO DA CAPACIDADE DE DISCRIMINAÇÃO DE ALVOS NATURAIS E ARTIFICIAIS PELO SATÉLITE IKONOS O trabalho apresenta uma aplicação de sensoriamento remoto para identificação de alvos implantados no terreno, podendo ser uma importante ferramenta de auxílio no projeto de barragens e nos estudos ambientais pertinentes. TRABALHO A28: COMPORTAMENTO DE BARRAGENS DE ENROCAMENTO COM FACE DE CONCRETO SUJEITAS A DIFERENTES CONDIÇÕES DE FUNDAÇÃO Em análises de barragens de enrocamento com face de concreto, alguns aspectos merecem ser mais bem avaliados: incompatibilidade de deformação entre o maciço de enrocamento e a face de concreto, que pode induzir ao aparecimento de trincas na laje, comprometendo a estanqueidade do reservatório; e a influência de camadas de solo ou rocha alterada na fundação no comportamento do maciço e da laje. O presente trabalho fez um estudo numérico do comportamento de uma barragem de enrocamento com face de concreto, a partir de simulação numérica de uma seção típica, comparando o comportamento de uma seção zonada com outras homogêneas sob várias condições de fundação. 15

16 TRABALHO A29: CONSIDERAÇÕES SOBRE ANÁLISE E MODELAGEM DE BARRAGENS DE ENROCAMENTO COM FACE DE CONCRETO O Brasil é reconhecidamente o país de ponta na tecnologia de barragens de enrocamento com face de concreto, tanto que consultores como Nelson Pinto e Bayardo Materón, entre outros, têm sido seguidamente requisitados no exterior para dar sua contribuição a projetos. Observa-se agora que este conhecimento tem sido absorvido por uma nova geração que pretende desenvolver seus estudos a partir dos critérios estabelecidos. Também é digna de nota a participação de uma empresa de geração de energia privada como patrocinadora desses estudos. TRABALHO A30: ANÁLISE CRÍTICA DOS CRITÉRIOS DE PROJETO DA LAJE DE CONCRETO EM BARRAGENS DE ENROCAMENTO COM FACE DE CONCRETO Tem ficado claro que o dimensionamento das lajes de concreto não é um problema exclusivamente estrutural ou geotécnico, mas um problema complexo no qual ambas as disciplinas devem interagir para a busca da melhor solução. Não se deve qualificar os resultados da técnica atual de mal sucedidos, que na verdade coleciona sucessos e cada vez mais evolui, considerando medidas que favorecem ações mitigadoras, quando são observadas trincas nas lajes. Deve-se acompanhar com atenção o desempenho dos métodos atuais, avaliando as novas tentativas de evolução tecnológica, principalmente agora em que cada vez maiores alturas são previstas para as BEFC s. 4 COMENTÁRIOS FINAIS Embora a ocasião não seja favorável para os empreendimentos de grandes barragens, em razão da redução dos investimentos em obras de saneamento e do setor elétrico, nota-se que a engenharia nacional continua pesquisando soluções otimizadas, sob os prismas técnicos e financeiros, para as obras que estão sendo implantadas. Esse comentário favorável pode ser constatado pelo exame do arranjo geral da UHE Quebra Queixo, apresentado no Trabalho A4, que adotou uma concepção ousada para o vertedouro, como forma de reduzir os custos de implantação do maciço da barragem. O desempenho hidráulico do vertedouro foi testado em modelo reduzido e vem sendo confirmado pelo acompanhamento da operação do aproveitamento. 16

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