AHE IRAPÉ: A SEGURANÇA DE BARRAGENS NOS PERÍODOS CONSTRUTIVOS E DE ENCHIMENTO

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1 COMITÊ BRASILEIRO DE BARRAGENS XXVII SEMINÁRIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS BELÉM PA, 3 A 7 DE JUNHO DE 27 T11 A14 AHE IRAPÉ: A SEGURANÇA DE BARRAGENS NOS PERÍODOS CONSTRUTIVOS E DE ENCHIMENTO Alexandre Duarte BARHOUCH Aires Engenheiro Civil, M.Sc. CEMIG Geração e Transmissão S.A. Reginaldo Araújo MACHADO Engenheiro Civil CEMIG Geração e Transmissão S.A. RESUMO O Aproveitamento Hidrelétrico de Irapé possui uma das mais altas barragens do mundo, tornando-se uma obra de destaque na área da engenharia. Durante a construção da barragem e até parte do período de enchimento, muitos esforços foram empregados em monitoramento, processos construtivos adicionais, simulações/estudos de alternativas e análises; visando à Segurança de Barragens. Nestas ações, a instrumentação desempenhou um papel de vital importância, subsidiando praticamente todas as conclusões obtidas. ABSTRACT The Irapé Hydroelectric Plant possesses one of the highest dams in the world, being considered a breakthrough in the area of engineering. During the construction of the dam and part of the filling period, much effort was made in monitoring, in additional constructive processes, in simulations/studies of alternatives and analyses; and in Dam Safety. In these actions, instrumentation played a vital role in aiding practically all the conclusions obtained. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 1

2 1. INTRODUÇÃO O Aproveitamento Hidrelétrico de Irapé, também conhecida como Usina Presidente Juscelino Kubitschek de Oliveira está localizada no norte do estado de Minas Gerais, no rio Jequitinhonha e situa-se nos municípios de Berilo-MG na margem direita e Grão-Mogol-MG na margem esquerda. O reservatório a ser formado irá abranger uma área de 137,16 km 2 e a usina possui uma capacidade de geração de 36 MW. Iniciada em 23, a barragem com 28 metros de altura, constituída de enrocamento com núcleo argiloso é a mais alta do Brasil e a segunda da América Latina. A crista encontra-se na El. 515,5 m e possui uma extensão de 551 metros. O volume total do aterro é de aproximadamente 11 milhões de metros cúbicos. A inclinação do talude de montante é de 1:1,5 até a cota 484, m, passando para 1:1,3. No talude de jusante, 1:1,3. A Figura 1 mostra a seção transversal de máxima altura (seção 3-3), apresentando o zoneamento dos materiais nesta estrutura, descritos de forma complementar na Tabela 1 e nos parágrafos seguintes. Zona Descrição 1-J1 Solo argilo-arenoso 1-J2 Solo areno-argiloso 2 Filtro de areia natural 2A Transição de montante de areia artificial 3 Transição fina 3A Transição média 3B Cascalho 4B Transição grossa 5 Enrocamento de rocha pouco a medianamente decomposta 5A Enrocamento de rocha medianamente a muito decomposta 5L Random 6 Enrocamento de rocha pouco decomposta a sã 6B Enrocamento de rocha pouco decomposta a sã (Pedreira Olhos D Água) 7 Rip-Rap (enrocamento de proteção) 9 Enrocamento de revestimento CCR Concreto compactado a rolo TABELA 1: Materiais empregados na barragem. O núcleo da barragem é formado por 3 zoneamentos distintos. O primeiro denominado de cascalho, é na verdade composto por uma mistura de argila e cascalho (1:2 em peso, respectivamente) que se estende até a EL. 48,m. A partir deste ponto o núcleo é composto por material argiloso proveniente de duas diferentes jazidas. O principal objetivo para a utilização de cascalho na região de vedação da barragem consistia na criação de uma zona mais rígida na porção inferior do núcleo, o que possibilitaria o aumento das tensões na parte inferior do canyon e ao mesmo tempo, uma redução na magnitude dos recalques sem alterar as características de baixa permeabilidade requeridas nesta posição. A partir de certa altura, o uso de argila torna-se indispensável em decorrência das variações do nível do reservatório que impõe tensões que devem ser absorvidas por um material mais flexível. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 2

3 Elevação, metros CCR FIGURA 1: Seção transversal de maior altura. O enchimento no canal profundo do rio foi executado com concreto compactado a rolo, devido às dificuldades construtivas de se executar com solo o barramento em uma região tão estreita. Isto permitiu atingir uma cota mais elevada, onde o canyon fosse mais largo, possibilitando a utilização do maquinário de terraplenagem. O sistema de drenagem da barragem é composto de um filtro inclinado de areia e de camadas de transições fina, média e ainda de enrocamento de rocha sã a pouco decomposta e transições, localizadas ao longo das ombreiras. O filtro, possui espessuras variáveis, oscilando em torno de 1,5m. No talude de montante, na zona de deplecionamento do reservatório, existe uma zona de material definido como enrocamento de proteção, (rip-rap). O enrocamento de revestimento é constituído de uma camada, em torno de 4,m de espessura, no talude de jusante. O material denominado como 5L ou random se trata de solo residual jovem (saprolito) a rocha muito alterada, originário de escavações obrigatórias e decape de pedreira. A areia artificial, 2A é um material beneficiado, originário de rocha sã da pedreira Olhos D Água e possui como função principal a capacidade de cicatrizar o núcleo através do preenchimento de eventuais fissuras 2. INSTRUMENTAÇÃO DA BARRAGEM A instrumentação possui valor vital na Segurança de Barragens, fornecendo informações de suma importância nos períodos construtivo, de enchimento do reservatório e operacional. Durante a elevação do aterro, pode-se salientar que os dados da instrumentação têm a função de alertar sobre a ocorrência de eventuais anomalias no comportamento do maciço (a partir de uma avaliação estrutural do maciço pela comparação dos parâmetros, hipóteses e simplificações de projeto com os valores aferidos pelos instrumentos), possibilitar soluções menos conservadoras na fase de projeto (gerando economias significativas para a obra), obter informações sobre parâmetros específicos dos materiais empregados na barragem, possibilitar XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 3

4 revisões de projeto e ainda direcionar a engenharia sobre a melhor época para realizar determinadas operações construtivas. A barragem de Irapé encontra-se instrumentada de forma adequada, tanto no tocante à quantidade quanto à qualidade e ao posicionamento dos instrumentos de auscultação da barragem. A Tabela 2 apresenta uma relação dos quantitativos dos instrumentos empregados e as Figuras 2, 3 e 4 mostram a posição dos instrumentos nas seções transversal de maior altura e longitudinal ao longo da crista Instrumentos Quantidade Marcos superficiais (MS) 51 Medidores de vazão (VV) 5 Células de pressão total (CP) 33 Medidores de recalque: elétrico (RE)/ Magnético (RM) 38/17 Piezômetros: elétrico (PE)/Casagrande (PC) 5/4 Caixa sueca (CS) 21 Medidor de ph (ph) 4 Inclinômetro (IN) 2 TABELA 2: Quantitativo dos instrumentos Elevação, metros FIGURA 2: Seção transversal instrumentada (piezometria e tensões internas). XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 4

5 FIGURA 3: Seção transversal instrumentada (medidores de deslocamento e deflexões). Elevação, metros Elevação, metros FIGURA 4: Seção longitudinal ao longo da crista da barragem instrumentada. 3. SEGURANÇA DE BARRAGENS: PERÍODO CONSTRUTIVO/ENCHIMENTO 3.1 TENSÕES NA BASE DO NÚCLEO Durante a fase de projeto, algumas modificações relativas ao zoneamento do núcleo e à geometria da fundação foram executadas (uso do cascalho e afeiçoamento dos taludes), obtendo-se um ganho acumulado de mais de 3% na tensão principal maior na região do leito do rio, objetivando minimizar a possibilidade de ocorrência de ruptura hidráulica que poderia se instalar na base do núcleo. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 5

6 As células de pressão situadas mais próximas à fundação do núcleo foram, portanto, constantemente observadas. A CP-31-A, a montante do bloco de CCR, instalada na fundação em rocha, apresentou, durante a construção, uma redução até o valor de 39% da tensão teórica ao passo que as demais células que medem tensões verticais na fundação, CP-31 e CP-31-C (situadas sobre a regularização em CCR), registraram valores de 56 e 64%, respectivamente. Este fato advém provavelmente da geometria introduzida pelo bloco de CCR, que promoveu um arqueamento e conseqüente concentração de tensões sobre o próprio CCR e alívio no pé de montante da base do núcleo. A partir desta constatação, tornou-se necessário acompanhar o comportamento destes instrumentos visando averiguar, em conjunto com piezômetros adjacentes, qual seria a redução de tensão efetiva em virtude do enchimento do reservatório. Até a data do horizonte de dados avaliados neste trabalho (novembro/26), a tensão efetiva da CP-31-A acusou uma redução de 125 kpa para 869 kpa, conforme Figura 5, enquanto que para as CP-31 e CP-31-C obteve-se reduções de 2313 kpa para 232 kpa e 236 kpa para 2238 kpa, respectivamente (Figuras 6 e 7); considerando que o reservatório estava 18 m acima do NA mínimo e apenas a 2 m do NA máximo. Avaliando-se os dados acima, conclui-se que, até a data avaliada, está descartada a ocorrência de fraturamento hidráulico, não inibindo entretanto o monitoramento. A significativa redução na tensão efetiva da CP-31-A explica-se pela frente de saturação no maciço. Pressão (kpa) CP-31-A => Est. 16+3,98m - Afast. 78,9m Mont - El. 315,61m 1/11/25 8/11/25 15/11/25 22/11/25 29/11/25 6/12/25 13/12/25 2/12/25 27/12/25 3/1/26 1/1/26 17/1/26 24/1/26 31/1/26 7/2/26 14/2/26 21/2/26 28/2/26 7/3/26 14/3/26 21/3/26 28/3/26 4/4/26 11/4/26 18/4/26 25/4/26 2/5/26 9/5/26 16/5/26 23/5/26 3/5/26 6/6/26 13/6/26 2/6/26 27/6/26 4/7/26 11/7/26 18/7/26 25/7/26 1/8/26 8/8/26 15/8/26 22/8/26 29/8/26 5/9/26 12/9/26 19/9/26 26/9/26 3/1/26 1/1/26 17/1/26 24/1/26 31/1/26 7/11/26 14/11/26 21/11/26 28/11/26 5/12/26 Data Pressão Total P Neutra PE31a Pressão Efetiva Aterro NA Reserv FIGURA 5: Gráfico de pressão efetiva, CP-31-A Cotas (m) XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 6

7 Pressão (kpa) CP-31 => Est. 16+4,67m - Afast. 3,72m Mont - El. 324,162m 1/11/25 8/11/25 15/11/25 22/11/25 29/11/25 6/12/25 13/12/25 2/12/25 27/12/25 3/1/26 1/1/26 17/1/26 24/1/26 31/1/26 7/2/26 14/2/26 21/2/26 28/2/26 7/3/26 14/3/26 21/3/26 28/3/26 4/4/26 11/4/26 18/4/26 25/4/26 2/5/26 9/5/26 16/5/26 23/5/26 3/5/26 6/6/26 13/6/26 2/6/26 27/6/26 4/7/26 11/7/26 18/7/26 25/7/26 1/8/26 8/8/26 15/8/26 22/8/26 29/8/26 5/9/26 12/9/26 19/9/26 26/9/26 3/1/26 1/1/26 17/1/26 24/1/26 31/1/26 7/11/26 14/11/26 21/11/26 28/11/26 5/12/26 Data Pressão Total P Neutra PE32 Pressão Efetiva Aterro NA Reserv FIGURA 6: Gráfico de pressão efetiva, CP Cotas (m) Pressão (kpa) CP-31-C => Est. 16+4,47m - Afast. 49,m Jus - El. 324,1m 1/11/25 8/11/25 15/11/25 22/11/25 29/11/25 6/12/25 13/12/25 2/12/25 27/12/25 3/1/26 1/1/26 17/1/26 24/1/26 31/1/26 7/2/26 14/2/26 21/2/26 28/2/26 7/3/26 14/3/26 21/3/26 28/3/26 4/4/26 11/4/26 18/4/26 25/4/26 2/5/26 9/5/26 16/5/26 23/5/26 3/5/26 6/6/26 13/6/26 2/6/26 27/6/26 4/7/26 11/7/26 18/7/26 25/7/26 1/8/26 8/8/26 15/8/26 22/8/26 29/8/26 5/9/26 12/9/26 19/9/26 26/9/26 3/1/26 1/1/26 17/1/26 24/1/26 31/1/26 7/11/26 14/11/26 21/11/26 28/11/26 5/12/26 Data Pressão Total P Neutra PE31b Pressão Ef etiva Aterro NA Reserv FIGURA 7: Gráfico de pressão efetiva, CP-31-C Cotas (m) 3.2 RIGIDEZ DO FILTRO O material utilizado no filtro é uma areia natural, extraída no rio Araçuaí. As especificações previam uma compacidade relativa entre 65 a 7% e limites de faixa granulométrica definidos. No entanto durante a construção do aterro, os ensaios chegaram a fornecer valores médios de compacidade relativa de 76%. Esta situação demandou modificações no processo executivo. Segundo Furnas (24): As camadas do filtro inclinado (saturada antes e durante a compactação) e das transições foram lançadas com,4m de espessura solta e compactadas com 6 passadas do rolo liso vibratório VAP 7 até o dia 13/5/4, sendo alterada a partir desta data para,5m para a realização de testes com XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 7

8 diferentes números de passadas. Após a conclusão dos testes, a camada permaneceu com a espessura solta de,5m e, a ser compactada com 4 passadas do rolo VAP 7. As camadas do filtro e das transições 3 e 3A passaram, a partir do dia 1/8/24, elevação 424,m, a ser executadas concomitantemente, através do auxílio de uma fôrma deslizante denominada de arataca tripla. A partir do dia 16/1/4, em decorrência dos resultados dos ensaios de compacidade relativa permanecerem acima do valor preconizado nas especificações técnicas da obra, foram implementadas algumas alterações durante o processo de compactação, a saber: redução da freqüência de vibração do rolo compactador, passando a mesma para faixa de 11 vpm, e redução da água de molhagem. Estas medidas possibilitaram a redução do valor da compacidade relativa para a faixa especificada. Avaliando as medidas de recalque oriundas dos medidores de recalque elétrico, medidores de recalque magnético e células de pressão total, ilustradas na figura 8, observa-se que a ocorrência de valores de compacidade relativa acima do especificado em determinado período não gerou recalques diferenciais consideráveis, o que poderia vir a prejudicar a estrutura do aterro. 3.3 RECALQUES DIFERENCIAIS NA JUNTA CONSTRUTIVA A avaliação de recalques diferenciais no aterro possui considerável relevância na segurança de barragens e esforços devem ser feitos no intuito de reduzir ao máximo esse efeito. Além do tratamento dedicado ao filtro, explicitado no item anterior, outra região do aterro demandou uma maior atenção no tocante ao monitoramento de deformações diferenciais. Durante a construção do aterro, foi executada uma junta de construção no talude de jusante ao longo principalmente do enrocamento zona 6, interceptando ainda parte do filtro e do núcleo em sua porção superior como pode ser observado na Figura 6. Esta junta se iniciou aproximadamente na El. 382, m, sendo que este ponto passou a ser construído novamente quando a elevação do núcleo atingiu a cota aproximada de 468,42 m. Visando uma melhor avaliação do comportamento da junta, foram instaladas caixas suecas antes e depois do plano da junta em duas seções transversais, a de maior altura (3-3) e uma mais próxima da ombreira esquerda (4-4), conforme Figuras 9 e 1. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 8

9 Junta de construção FIGURA 8: Medidas de recalque da seção transversal de maior altura. Relacionada à proteção dos instrumentos na região da junta, foram pesquisadas, pela projetista, obras como Foz do Areia, Segredo e Itá. Estas proteções apresentaram similaridades com a já empregada em Irapé na transição entre materiais, a qual era constituída de proteção dos tubos e cabos dos instrumentos por tubo de PVC de parede grossa, circundado por um tubo de aço galvanizado, envoltos por uma dama de areia e transição. A partir da comparação dos valores dos instrumentos da junta construtiva com os demais instrumentos de medição de recalque do aterro, a qual forneceu valores compatíveis e ainda, considerando que os recalques apresentados pelas caixas suecas instaladas na região da junta não apresentaram recalques diferenciais consideráveis nem tampouco sinais de possível escorregamento para jusante (confirmando os estudos de estabilidade e de tensão-deformação desenvolvidos previamente), concluiu-se, até o momento, que o processo de tratamento da junta durante a recomposição do aterro não comprometeu a segurança do mesmo. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 9

10 FIGURA 9: Recalques da junta construtiva seção 3-3. FIGURA 1: Recalques da junta construtiva seção 4-4. A recomposição da região da junta construtiva preconizava inicialmente a remoção dos materiais segregados (blocos) com a utilização de escavadeira de grande porte. Em seguida, o encaixe das camadas era executado através de corte, com trator de esteiras tipo CAT D8, do talude remanescente, até a exposição da camada compactada, com o material cortado incorporado à camada em execução. As camadas foram lançadas obedecendo-se a mesma especificação definida para o material lançado a montante da junta, a saber: espessura solta de,8 m e compactadas com 1 passadas do rolo CAT CS 583C ou similar. A Figura 11 ilustra uma das etapas de recomposição da junta. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 1

11 FIGURA 11: Região da junta apresentando corte já realizado com trator tipo CAT- D ZONAS TRACIONADAS NA SEÇÃO LONGITUDINAL Segundo a projetista, a conformação do vale onde foi construída a barragem de Irapé possui características de um vale muito encaixado e, portanto, com uma baixa relação de comprimento da crista por altura da barragem (2,7). Isto favorece ao aparecimento de tensões de tração de pequena magnitude no encontro da barragem com as ombreiras nas porções superiores. Esta hipótese foi confirmada em estudos posteriores bi e tridimensionais de tensão-deformação, com o aparecimento de pequenas zonas de tração em ambas as ombreiras, próximas à crista, como pode ser observado na seção longitudinal mostrada Figura 12, onde as tensões inferiores a zero simbolizam tensões de tração. FIGURA 12: Seção Longitudinal Tensão principal menor (kpa). Tendo isso em vista, foi cogitada utilização de uma camada de lubrificação aplicada na interface do aterro do núcleo com a superfície da fundação, constituída de solo argiloso mais plástico. Nos próprios estudos de tensão-deformação, foram avaliadas alternativas relativas a essa questão, envolvendo: um aterro homogêneo (portanto sem camada lubrificante ), aterro com camada de solo lubrificante com 4, XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 11

12 m de largura acima da El.475, e uma terceira opção, na qual a largura da camada lubrificante passa a ser de 1, m. Os resultados mostraram uma redução das zonas de tensão nula ou negativa com o emprego da camada de lubrificação, tornando-se proporcionalmente menores com o aumento da espessura da camada de solo mais plástico. Evidenciando um melhor comportamento do maciço na região próxima das interfaces da crista com as ombreiras. Desta forma, definiu-se a utilização de uma camada mais deformável, constituída de solo 1-J1, na execução do aterro a partir da El. 478, até a crista. Sua seqüência executiva envolve: um umedecimento prévio da superfície rochosa de contato, lançamento e espalhamento do material com motoniveladora ou D6 (com largura da ordem de 1, m), umedecimento do material lançado em contato com a ombreira rochosa, em uma largura de cerca de,4 m, compactação do contato solo/rocha com carregadeira de pneus (aproximadamente,4 m) e compactação empregando energia equivalente à média de 98% do Proctor Normal e 96% como valor mínimo aceitável. O desvio de umidade do material deverá se situar entre + - 1% da umidade ótima. 3.5 MODELAGENS NUMÉRICAS EM ELEMENTOS FINITOS As modelagens numéricas possuem como principais objetivos a realização de previsões de valores de campo, a comparação entre alternativas estruturais e o auxílio no entendimento do comportamento estrutural. Muitas vezes, no entanto, esses itens são encarados como tendências, fornecendo avaliações apenas orientativas. Durante o projeto, os parâmetros dos materiais são estimados com base na experiência profissional e em bibliografia especializada. Desta forma, o caráter apenas orientativo destas análises é o limite máximo até onde pode-se chegar respeitando a segurança. À medida que se avança para o período construtivo, ensaios de campo fornecem parâmetros mais reais, mas que além de serem pontuais, não necessariamente refletem de forma perfeita as condições do aterro. Com a obtenção de um volume considerável de dados da instrumentação, dispõe-se de novas informações que completam o conjunto de dados passíveis de se obter da estrutura. A partir deste ponto, pode-se realimentar os modelos numéricos já desenvolvidos visando uma comparação/validação com valores provenientes da instrumentação. Este processo necessariamente irá demandar novas adequações nos modelos e conseqüentemente muito tempo, tornando-se viável muitas vezes apenas em atividades de pesquisa (fase de projeto e objeto de estudos de caráter acadêmico, mestrado, doutorado e outros). A barragem de Irapé foi objeto de modelagens numéricas em elementos finitos não só por parte da projetista, mas também pelo próprio corpo técnico da Cemig, envolvendo análises de tensão-deformação do período construtivo, utilizando modelos constitutivos lineares. Como resultados deste estudo, pode-se concluir (a partir da considerável compatibilidade dos valores fornecidos pelos modelos com os medidos pela instrumentação) que a modelagem empregada constitui-se uma XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 12

13 razoável previsão dos recalques do período construtivo. As aproximações são extremamente válidas, tendo-se em vista a seção transversal com zoneamento pouco usual, a dificuldade adicional de inserir neste tipo de simulação uma junta construtiva e a dificuldade em se lidar com materiais no campo da geotecnia. Os valores de recalques oriundos das modelagens revelam precisões além do esperado, como pode ser observado nas Figuras 13 a 16, onde les e lei são modelagens utilizadas (linear elástico simples e linear elástico com incrementos, respectivamente, sendo que este último, simula de forma aproximada a variação do módulo de deformabilidade com o nível de tensões), enquanto que as medidas da instrumentação são representadas pelo número do instrumento. O estudo será continuado através da entrada de novos dados da instrumentação dos períodos construtivos e de enchimento, de teste de novos modelos constitutivos e da reavaliação de alguns parâmetros em virtude da comparação com a instrumentação. O produto já obtido e o que será formado com estas modificações já caracterizam um ganho de informação além da tendência (antes o objetivo inicial). -, Deslocamentos verticais, metros -,1 -,15 -,2 -,25 -,3 -,35 -,4 -,45 31 les lei -,5 Elevação do aterro, metros FIGURA 13: Resultados dos modelos comparados com o RM Deslocamentos verticais, metros ,2 -,4 -,6 -,8-1 -1,2 35 les lei -1,4 Elevação do aterro, metros FIGURA 14: Resultados dos modelos comparados com o RM-35. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 13

14 , Deslocamentos verticais, metros ,2 -,4 -,6 -,8-1, cs36 les lei -1,2 Elevação do aterro, metros FIGURA 15: Resultados dos modelos comparados com o CS-36., Deslocamentos verticais, metros ,2 -,4 -,6 -,8-1, -1,2 cs38 les lei -1,4 Elevação do aterro, metros FIGURA 16: Resultados dos modelos comparados com o CS INSTRUMENTOS DANIFICADOS É de conhecimento geral que, durante os diversos períodos de um empreendimento deste tipo, alguns instrumentos não mais apresentem funcionamento adequado. Durante o período de construção, ocorreu a danificação dos medidores de recalque elétrico (RE) 31 e 32 e a suspeita de mau funcionamento de outros REs, em especial o RE-33. Os medidores de recalque elétrico utilizam a tecnologia de corda vibrante. O seu princípio de funcionamento consiste em um sensor de pressão anexado a uma placa instalada no ponto onde se deseja medir o recalque do aterro. O sensor é conectado através de dois tubos preenchidos com líquido (etileno glicol), que se estendem lateralmente até um pequeno reservatório localizado na cabine de leitura (CL), conforme Figura 17. O sensor mede a carga hidráulica do líquido entre o próprio sensor e o reservatório na cabine, que indiretamente fornece as medidas de XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 14

15 recalque. O sensor possui ainda um respiro, com uma das extremidades instalada na cabine de leitura. Reservatório Aterro Sensor Placa FIGURA 17: Esquema de instalação do medidor de recalque elétrico. Desde a instalação, os instrumentos em questão registraram leituras incompatíveis com os demais instrumentos adjacentes, o que motivou investigações adicionais e finalmente a descoberta de que o líquido composto de etileno glicol, provavelmente sob as condições de temperatura interna do maciço, havia propiciado o desenvolvimento de algas, que por sua vez, obstruíram a tubulação dos instrumentos. A equipe responsável pela instrumentação, sob a orientação do fabricante dos instrumentos, empregou diversas medidas visando à desobstrução dos instrumentos, sem obter resultado satisfatório. Em paralelo, procedeu-se à troca do líquido por água deaerada nos demais instrumentos, com a obtenção de uma aparente melhora nos instrumentos com suspeita de mau funcionamento. No período de enchimento, foi constatada a danificação de outros REs. Na seção 3-3, os medidores de recalque elétrico: 33, 34, 39 foram excluídos do monitoramento; estando ainda os 35, 36, 37, 31 e 311 sob forte suspeita de fornecerem valores não confiáveis. Observa-se que em parte desses instrumentos, localizada na zona de enrocamento de montante, foram observados elevados valores de temperatura no interior do maciço (atingindo 73 C), o que possivelmente prejudicou o funcionamento dos mesmos. A maioria dos instrumentos registrou um incremento de recalques incompatível, ao passo que outra parcela apresentou ou estabilização nas leituras ou leituras de sobrelevação, também incongruentes com os demais instrumentos. Este comportamento também foi observado em instrumentos de outras seções. O número total de instrumentos danificados ou sob suspeita de danificação, até o período de enchimento analisado foi 15. Considerando o número total de instrumentos instalados na barragem de Irapé, tem-se um percentual de 6,7%. Considerando o fato de este problema ser concentrado nos medidores de recalque elétrico, a porcentagem passa a ser 19,7% (em relação a todos os instrumentos de recalque). Entretanto, é importante observar dois pontos. Primeiramente, grande parte destes instrumentos forneceu informações bastante relevantes durante o período construtivo e de enchimento permitindo aferir, por exemplo: módulos de deformabilidade e conseqüentemente comparações com os XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 15

16 valores adotados previamente nas modelagens e recalques diferenciais. Desta forma, parte destes instrumentos cumpriu a sua função. O segundo aspecto relaciona-se a supracitada adequabilidade da quantidade e qualidade dos instrumentos instalados na barragem, de forma que a ausência dos instrumentos em questão pode ser suprida, em grande parte, pelos demais instrumentos de medição de recalque (medidores de recalque magnético e caixas suecas). 4. CONCLUSÕES O presente trabalho teve como objetivo principal apresentar vários pontos correlatos à Segurança de Barragens, abordados durante a construção e o período de enchimento da barragem de Irapé, evidenciando o fato de ser imprescindível o monitoramento já durante a construção. Isso reforça dois importantes conceitos da Segurança de Barragens: o monitoramento e a atuação preventiva. A instrumentação desempenhou um papel de suma importância neste contexto, contribuindo com informações necessárias para a grande maioria das análises, e ainda em conjunto com a experiência e com a comparação com as premissas de projeto, permitiu uma avaliação mais exata do comportamento da estrutura. Ressalta-se a importância da publicação destas informações para a disseminação do conhecimento no meio técnico, troca de experiências e auxílio em projetos futuros; o que contribui para a evolução do estado da arte no país. 5. AGRADECIMENTO Agradecemos a Teresa Cristina Fusaro, Tibiriçá Gomes de Mendonça e Romildo Dias Moreira Filho, da Cemig pela oportunidade e pelo incentivo; e aos Eng. Alex Calcina e Jander Faria Leitão, das empresas Intertechne e Leme, respectivamente, pela troca de experiências. 6. PALAVRAS-CHAVE AHE Irapé, Segurança de Barragens, Instrumentação, Período Construtivo e de Enchimento. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] BARHOUCH, A.D. (26) Estudo Tensão-Deformação da Barragem de Irapé. 3-28, 56-58, f. Tese (Mestrado em Engenharia Civil, área de concentração: Geotecnia de Barragens). UFOP, Minas Gerais. [2] BARHOUCH, A.D. (26) The Unconventional Cross Section of Irapé Dam Numerical Modeling versus Instrumentation data for Stress and Deformation During Construction f. Congresso Internacional de Grandes Barragens. Barcelona. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 16

17 [3] FURNAS (24) Relatório DCT.T R Cemig Companhia Energética de Minas Gerais - Consórcio Construtor Irapé - Civil UHE Irapé Relatório Informativo do Controle Tecnológico Geotecnia Período: Dezembro. Furnas Centrais Elétricas S.A. [4] FURNAS (24) Relatório DCT.T R Cemig Companhia Energética de Minas Gerais - Consórcio Construtor Irapé - Civil UHE Irapé Relatório Informativo do Controle Tecnológico Geotecnia Período: Março. Furnas Centrais Elétricas S.A. [5] CCI (23) Projeto Executivo RT-G14-1-a Barragem de Terra- Enrocamento Resultado da 1 a etapa dos estudos de Tensão de Deformação. Leme-Intertechne [6] CCI (23) Projeto Executivo RT-B14-9-a1 Barragem de Terra- Enrocamento Resultados da 2 a etapa dos estudos de Tensão de Deformação. Leme-Intertechne [7] CCI (24) Projeto Executivo RT-B14-3-a1 Barragem de Terra- Enrocamento Instrumentação 2 o Relatório de Interpretação. Leme- Intertechne [8] CCI (24) Projeto Executivo RT-B21-9-a1 Barragem de Terra- Enrocamento Instrumentação 4 o Relatório de Interpretação. Leme- Intertechne [9] BUREAU (26) Instalação e Leitura dos Instrumentos na Barragem, Casa de Força, Vertedouro, Defletor e Túneis Calha da Usina Hidrelétrica Irapé Novembro de 26. Bureau de Projetos.e Consultoria XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 17