REINTRUMENTAÇÃO DE BARRAGENS ASPECTOS RELEVANTES. João Francisco Alves Silveira SBB Engenharia

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1 REINTRUMENTAÇÃO DE BARRAGENS ASPECTOS RELEVANTES João Francisco Alves Silveira SBB Engenharia

2 REINSTRUMENTAÇÃO DE BARRAGENS A revisão e atualização do plano de instrumentação das barragens, principalmente das mais antigas, tem como objetivo descartar os instrumentos danificados ou de pouco destaque, concentrando a atenção sobre os locais de maior interesse, onde o projeto original não atendeu aos critérios atuais ou onde o próprio comportamento das estruturas de barramento evidenciou eventuais problemas.

3 REINSTRUMENTAÇÃO DE BARRAGENS A vida útil de uma barragem é superior a 50 anos, enquanto a vida útil dos instrumentos elétricos ou eletrônicos é de no máximo 40 anos. Portanto, o plano de re-instrumentação de uma barragem se faz necessário a cada 40 anos, ou até menos. Recentemente temos realizado a reinstrumentação de algumas PCH s após 3 a 5 anos, devido a baixa qualidade dos instrumentos.

4 FALHAS DE PROJETO LOCAÇÃO INSTRUMENTOS Muitas vezes a necessidade de re-instrumentar uma barragem decorre de falhas na fase de projeto. A locação de instalação dos instrumentos por vezes é equivocada por não se dispor de experiência prática e não se atentar para as necessidades de manutenção.

5 FALHAS DE PROJETO LOCAÇÃO INSTRUMENTOS Falha grosseira na locação de piezômetros sobre o piso da galeria de drenagem. 5

6 FALHAS DE PROJETO LOCAÇÃO INSTRUMENTOS Galeria com base de extensômetro de hastes impedindo a passagem de equipamentos de sondagem. Houve necessidade de romper o concreto para a passagem da sonda.

7 FALHAS DE PROJETO TIPO DE SENSORES Os tipos de sensores também devem ser muito bem escolhidos visto que a vida útil do instrumento está diretamente relacionada. Tendo em vista que os instrumentos de concepção elétrica ou eletrônica possuem vida útil da ordem de 3 a 4 décadas, pode-se constatar que após cerca de 40 anos de operação qualquer barragem viria exigir uma reavaliação de seu plano de instrumentação original Painel de leitura dos PZE s na crista da barragem. PZE s a serem instalados.

8 FALHAS DE PROJETO SELEÇÃO DOS INSTRUMENTOS VIDA ÚTIL A princípio toda barragem deveria ter seus instrumentos de auscultação reavaliados após 30 anos, para se descartar em definitivo os instrumentos danificados e programar a instalação de novos instrumentos nos locais de maior interesse.

9 Cota (m) FALHAS DE PROJETO TIPO DE SENSORES Outro fator que deve ser considerado é a qualidade do instrumento a ser instalado, a qual está diretamente relacionada à vida util. 380 PCH Arvoredo - Piezometria Reservatório PZE:01 PZE:02 PZE:03 PZE: /2/10 3/5/10 2/8/10 1/11/10 31/1/11 2/5/11 1/8/11 31/10/11 Data PZE-3 COM VIDA ÚTIL ULTRAPASSADA APÓS 1,5 ANOS DO ENCHIMENTO DO RESERVATÓRIO E PZE-4 DANIFICADO APÓS CERCA DE 6 MESES.

10 Cota (m) FALHAS DE PROJETO TIPO DE SENSORES Instalação de PZ s standpipe após danificação dos PZE s 495,00 490,00 485,00 Seção C NA (RESERV.) PZE-05 PZE-06 PZE-07 Gráfico indicando PZE s danificados 480,00 475,00 470,00 465,00 460,00 455,00 450,00 Data Instalação de PZ s tipo Standpipe em substituição aos PZE s danificados

11 REINSTRUMENTAÇÃO Instalação de PZ s pela danificação dos PZE s PZ-02 PZ-01 PZ s standpipe instalados cerca de três anos após o enchimento reservatório. Subpressões abaixo dos valores de controle

12 Quando o campo de leitura é ultrapassado deve ser realizada a reinstrumentação CAMPO DE LEITURA Medidor Triortogonal com campo de leitura ultrapassado Manômetro com pressão maior que 10 m.c.a.

13 FALHAS NA INTERPRETAÇÃO Medidor Triortogonal com campo de leitura ultrapassado Falsa estabilização

14 FALHAS NA INTERPRETAÇÃO Coordinômetro ótico do tipo LNEC Pêndulo Direto Durante 3 (três) anos os pêndulos que haviam sido automatizados, indicando leituras erradamente estabilizadas, pois o sensor de medição apresentavase danificado.

15 ANÁLISE DA INSTRUMENTAÇÃO VARIAÇÕES CÍCLICAS DOS DESLOC HORIZONTAL DA CRISTA DA BARRAGEM PRINCIPAL DE ITAIPU

16 ANÁLISE DA INSTRUMENTAÇÃO Apenas após a instalação do coordinômetro ótico convencional, em Ou/2003, é que passou-se a medir corretamente os deslocamentos horizontais da crista, os quais vieram finalmente medir os corretos deslocamentos. Isso três anos após o enchimento. Amplitudes da ordem de 4,0 mm na direção montante-jusante; Amplitudes da ordem de 1,0 mm na direção direita-esquerda hidráulica.

17 EXPERIÊNCIA NA RE- INSTRUMENTAÇÃO DE BARRAGENS

18 RE-INSTRUMENTAÇÃO PCH SANTANA O plano de instrumentação das estruturas civis da PCH Santana era bem compacto, com apenas 9 (nove) piezômetros de fundação na barragem de terra, com 18 m de altura máxima. SEÇÃO TRANSVERSAL COM LOCAÇÃO PZs E REDE DE FLUXO

19 RE-INSTRUMENTAÇÃO PCH SANTANA Foram, então, instalados os piezômetros PZ-10 e PZ-11, junto ao pé da barragem, nas mesmas seções dos PZ-7 e PZ-9: Um melhor conhecimento do perfil geológico da fundação; PZ-11 PZ-9 Determinação das pressões neutras no pé de jusante, para verificar a influência da várzea; Comprovar a existência de filtro horizontal na barragem, pois não haviam mais desenhos de projeto. PZ-10 PZ-7

20 RE-INSTRUMENTAÇÃO PCH SANTANA As sondagens para a instalação dos piezômetros, vieram comprovar a existência do filtro horizontal de areia, com 1,0 m de espessura. PZ-10 Rede de fluxo

21 RE-INSTRUMENTAÇÃO USINA HIDRELÉTRICA DE BOA ESPERANÇA O maciço da barragem de terra-enrocamento desenvolve-se ao longo de aproximadamente m de extensão Seção transversal principal da barragem de Boa Esperança. Por ocasião do período construtivo o maciço de terra-enrocamento foi instrumentado com os instrumentos indicados na tabela abaixo. Tipo de Instrumento Quantidade instalada Piezômetro tipo standpipe 31 Estações de referência 10 Marcos superficiais 28 Medidores de vazão 30 TOTAL 99

22 RE-INSTRUMENTAÇÃO USINA HIDRELÉTRICA DE BOA ESPERANÇA Durante os primeiros anos muitos piezômetros vieram a se danificar, alguns por atos de vandalismo. Nas seções na região do canal do rio, onde a altura da barragem atinge 55 m, muitos piezômetros devem ter sido danificados pelo esmagamento da tubulação, pelo recalques do aterro durante a construção. Após 36 anos de operação, apenas 25% dos piezômetros standpipe estavam em condições normais de operação.

23 RE-INSTRUMENTAÇÃO USINA HIDRELÉTRICA DE BOA ESPERANÇA As inspeções de campo permitiram a seleção e otimização da locação dos medidores de vazão, reduzindo-se de 30 para 13 o total de medidores de vazão. Recomendou-se a instalação de um MV na região do canal do rio, onde a barragem atingia sua maior altura (55 m). Seta mostra saída d água junto ao pé da BP, no antigo canal do rio.

24 RE-INSTRUMENTAÇÃO DA BARRAGEM DE JURUMIRIM A UHE Jurumirim após 42 anos em operação, fazia-se importante se proceder à re-instrumentação das estruturas de barramento A barragem de concreto possui 484 m de extensão e 50 m de altura máxima. Em 1976 foram instalados 32 piezômetros de tubo na fundação das estruturas de concreto, no contato C- R, tendo também os drenos de fundação, reperfurados para 2 ½.

25 RE-INSTRUMENTAÇÃO DA BARRAGEM DE JURUMIRIM O reservatório é fechado por um dique de terra de seção homogênea, com 13 m de altura máxima e 434 m de comprimento O Dique de Jurumirim foi instrumentado com um total de 22 piezômetros de tubo. Estes instrumentos foram complementados em 1976, por novos piezômetros instalados no vale, bem a jusante do pé do dique, em decorrência de surgências observadas em épocas de elevada pluviometria.

26 RE-INSTRUMENTAÇÃO DA BARRAGEM DE JURUMIRIM A barragem foi construída entre 1956 e 1962, e o maciço rochoso de fundação foi investigado através de sondagens de pequeno diâmetro, que não permitiram a realização de ensaios de perda d água, de modo a não se ter uma avaliação da permeabilidade da fundação. Seção geológica com a locação das novas sondagens e dos novos piezômetros.

27 RE-INSTRUMENTAÇÃO DA BARRAGEM DE JURUMIRIM As três sondagens realizadas confirmaram que o maciço rochoso de fundação era praticamente impermeável, sem evidência de colmatação por material betuminoso; Foram instalados quatro novos piezômetros no Dique de Jurumirim, assim como quatro medidores N.A. que tiveram por objetivo medir as subpressões e a carga hidráulica no filtro horizontal. As sondagens foram aproveitadas para elucidar algumas dúvidas sobre o maciço de fundação das estruturas de concreto, e investigar a possibilidade de ocorrência de erosão interna através da fundação do Dique de Terra.

28 DISTANCIÔMETRO A LASER INCLINÔMETRO DANIFICADO POR ALTOS DESL. CISALHANTES B2 B3 B4 B1 Posição das bases do distanciômetro Leitura sendo realizada com proteção contra insolação

29 DISTANCIÔMETRO A LASER TÉCNICA EFICIENTE E DE BAIXO CUSTO PARA A MEDIÇÃO DESLOCAMENTOS EM SUPERFICIE Deslocamentos medidos pelos distanciômetro a laser

30 MUITO OBRIGADO A TODOS THANK YOU VERY MUCH MUCHAS GRACIAS