113 SEGURANÇA DE BARRAGENS E AVALIAÇÃO DE RISCOS

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1 Tema 113 SEGURANÇA DE BARRAGENS E AVALIAÇÃO DE RISCOS A. Revisão dos valores de cheias de projetos, ampliação da capacidade de descarga dos vertedouros de barragens existentes e/ou medidas alternativas. B. Riscos associados à falha de operação de comportas de vertedouro. C. Já são perceptíveis efeitos da aplicação da Lei de Segurança de Barragens (Lei )? 1

2 Trabalhos apresentados Foram apresentados 37 trabalhos, sendo 25 considerados pertinentes ao tema e 12 classificados como contribuições técnicas. Os relacionados com o tema abordaram predominantemente trabalhos sobre auscultação, ruptura de barragens, desempenho das estruturas vertedouras e avaliações sobre a aplicabilidade da Lei Para o enfoque da questão devido a importância e abrangência do tema, o relato compreende as apresentações do relator e dos painelistas João Francisco Silveira e Carlos Henrique Medeiros. 2

3 1) Trabalhos referentes à ruptura de barragens: INVESTIGAÇÃO DA INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DEFINIDORES DA FORMAÇÃO DA BRECHA DE RUPTURA DE UMA BARRAGEM SOBRE O HIDROGRAMA DE CHEIA A JUSANTE (JÚLIO GOMES, BRUNO VICTOR VEIGA, ADHEMAR ROMERO, ANDERSON ARTIGAS GUERRA) - O trabalho tem por objetivo verificar a influência dos principais parâmetros da brecha de ruptura de uma barragem de terra na obtenção do hidrograma de cheia a jusante da barragem. Analisa a influência da elevação final da base da brecha, altura inicial do piping, largura final da base da brecha, inclinação das laterais da brecha e sua evolução temporal sobre o hidrograma de cheia a jusante da barragem. Foi utilizado nas análises o modelo computacional HEC- RAS e considerada a barragem de terra da PCH Arrieiros localizada no Rio Ribeira do Iguape. O estudo indicou que a elevação da base da brecha, a variação lateral da brecha e a evolução temporal da mesma foram os parâmetros que mais influenciaram as vazões em níveis de água no trecho a jusante. COMPARAÇÃO DE MÉTODOS DE CÁLCULO DA RUPTURA DE UMA BARRAGEM HIPOTÉTICA (ANA LUISA MOREIRA FERREIRA, EDGAR ALBERTI ANDRZEJEWSKI) - Os autores sugerem que é importante a fixação de critérios nacionais para determinar valores mais realísticos no que se refere a formação de brechas, tendo em vista a obtenção dos hidrogramas a jusante. Esses critérios se referem aos casos de piping e galgamento. No caso foram realizados estudos utilizando fórmulas empíricas e o modelo BREACH do NATIONAL WEATHER SERVICE (Fread, 1988), sendo que este apresentou valores superiores aos estimados pelas fórmulas empíricas. As simulações foram realizadas considerando como exemplo uma barragem de terra com 50m de altura máxima, comprimento de 1000m e 7m de largura de crista. O uso de dessas metodologias evidentemente conduziram a superfícies de inundações jusante da barragem. 3

4 2) Apresentação geral sobre o comportamento das barragens, decorrente de vários anos de operação: TRINTA ANOS DE OPERAÇÃO DAS 23 COMPORTAS DA UHE TUCURUÍ (GERALDO MAGELA PEREIRA) - O trabalho documenta o comportamento geral do vertedouro da UHE Tucuruí. Apresenta as principais conclusões e recomendações obtidas dos estudos do modelo reduzido bem como o plano de operação das 23 comportas do vertedouro. Estabelece comparações entre os resultados dos estudos em modelo reduzido e a atual situação das condições da laje de proteção situada imediatamente a jusante do vertedouro. Comenta-se sobre as maiores vazões vertidas chamando atenção para o fato de que os levantamentos realizados comprovam a boa qualidade do projeto e das obras. É importante informar que o vertedouro de Tucuruí, com a capacidade de m3/s, é um dos maiores registrado pelo ICOLD. TRATAMENTO DO DESCARREGADOR DE FUNDO DA UHE SOBRADINHO (GERALDO MAGELA PEREIRA, AURELIO ALVES VASCONCELLOS, ALVBERTO JO0RGE CAVALCANTI) - O trabalho apresenta comentários sobre os reparos realizados em 1982 no Descarregador de Fundo da UHE Sobradinho decorrentes dos danos ocorridos após as cheias de 1979 e Documenta os danos e os respectivos reparos realizados no endsill do descarregador de fundo, no talude de jusante do descarregador de fundo e junto ao muro divisor do vertedor de superfície. Trata-se da verificação do comportamento do vertedouro de fundo com 156m de comprimento e uma capacidade de m3/s, um dos maior estudado e construído no Brasil. 4

5 ANÁLISE DA ESTABILIDADE DE UMA BARRAGEM GRAVIDADE ANTIGA DE ALVENARIA DE PEDRA (EDUARDO MARTINS BRETAS, ANTÓNIO LOPES BATISTA, JOSÉ VIEIRA DE LEMOS) - O trabalho apresenta uma análise de estabilidade da barragem do Covão de Ferro, com atura máxima de 32,5m, comprimento de 400m trata-se de uma estrutura de gravidade de alvenaria de pedra argamassada, com mais de 70 anos. A barragem tem sido reabilitada abrangendo os seguintes tratamentos e obras corretivas: no período de 1964 a 1967 foram realizadas injeções de calda de cimento pozolânico no corpo da barragem e na fundação; execução de uma galaria de drenagem próximo do paramento de montante e execução de drenos; no inicio da década de 1990 foram realizadas novas obras de reabilitação, e entre 2004 e 2006 foi feita uma instalação de uma membrana de PVC no paramento de montante da barragem. Foi realizada uma análise estrutural da barragem por meio de modelos numéricos. VAZÕES DE INFILTRAÇÃO ATRAVÉS DA BARRAGEM DE ITAIPU (JOSIELE PATIAS, SILVIA FRAZÃO MATOS, JULIO CÉSAR ROYER, ETORE FUNCHAL DE FARIA) - O trabalho objetiva apresentar as vazões de infiltrações através da barragem de Itaipu, nas suas diversas estruturas, correlacionando-as com o nível do reservatório e a temperatura ambiente. Apresenta uma descrição dos sistemas de drenagem das estruturas de concreto, da barragem de terra e das respectivas fundações. O controle das vazões é feito por leituras manuais de frequência semanal e leituras automatizadas a cada 30 minutos. Apresenta um estudo sobre as sérias temporais das vazões de infiltrações em Itaipu. Desenvolve correlações da temperatura ambiente e dos níveis d água do reservatório com as vazões de infiltração no concreto, nas fundações das barragens de aterro e nas barragens de concreto. 5

6 COMPILAÇÃO DE DADOS DE VAZÕES DE DRENAGEM EM DIVERSAS FUNDAÇÕES DE ESTRUTURAS DE CONCRETO DE UHES (MÁRCIA COLLARES MEIRELLES, CESAR SCHMIDT GODOI, JULIANA FRANCISCA CORRÊA, KARINA GUIMARÃES LOPES SOLA) - O trabalho apresenta uma compilação de dados de vazões de percolação obtidos em 22 aproveitamentos hidroelétricos permitindo verificar que os valores utilizados em projetos, entre 1,0 e 2,0 l/min/m, são coerentes com os valores obtidos nessa pesquisa. Registrou-se também que em fundações de alta permeabilidade, que ocorrem em arenitos, podem alcançar valores elevados, sendo que na fundação do vertedouro da UHE Estreito o valor obtido foi de 15,8 l/min/m. Em todas as barragens observadas os dados foram obtidos de vazões em galerias de concreto. É identificado também o tipo de fundação (natureza da rocha), altura máxima da barragem e o seu comprimento. Essas informações são importantes e servem como referência para o desenvolvimento de sistemas de drenagem de novos projetos, permitindo inclusive os dimensionamentos adequados de poços de bombeamento. 6

7 3) Atendimento a Lei de Segurança de Barragens (lei /2010): O PORTIFOLIO DE BARRAGENS DO DNOCS E A IMPLEMENTAÇÃO DA LEI /2010 (SANDRA KEILA DE OLIVEIRA BAIMA) - O trabalho comenta a grande dificuldade que o DNOCS Departamento Nacional de Obras Contra as Secas tem para atender as exigências da lei de segurança de barragens. Detentor de 317 barragens das quais 222 se enquadram na Lei /2010, os seus recurso financeiros não são suficientes para realizar manutenções e recuperações das mesmas. Essas barragens estão localizadas em 10 estados do nordeste brasileiro, sendo que 23 delas estão inseridas no projeto de integração do rio São Francisco com as bacias hidrográficas do nordeste setentrional. O órgão não possui arrecadação própria e depende unicamente do orçamento destinado pela Lei Orçamentária Anual (LOA). DEFINIÇÃO COMPARATIVA DE EMPREENDEDOR E DE BARRAGEM NA PNSB E NO CÓDIGO CIVIL (EMÍLIO DE SOUZA SANTOS E GILBERTO VALENTE CANALI) - O trabalho objetiva conceituar o empreendedor de barragens baseado nas definições do Plano Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) e nos conceitos estabelecidos pelo código civil brasileiro. Define a barragem conforme a lei /10 e sua conceituação pelo Comitê Brasileiro de Barragens (CBDB). Explicita o direito de propriedade, concessão de direito real do uso do solo, discorre sobre o conceito de desapropriação e servidão pública. Trata-se de informações de grande interesse para os empreendedores de barragens. 7

8 3) Atendimento a Lei de Segurança de Barragens (lei /2010): SOBRE A TOMADA DE DECISÕES E A AVALIAÇÃO DE RISCOS (RUBEN JOSÉ RAMOS CARDIA, HENRIQUE L ROCHA, PEDRO G DE LARA, FRANK L BLACKETT) - O trabalho apresenta comentários sobre alguns fatores que devem ser verificados ao se tomar decisões para a correção e melhoria de segurança de barragens. As observações feitas pelo autor abrangem considerações sobre as inspeções visuais rotineiras e periódicas das barragens. Chama a atenção sobre a necessidade de se definir a abrangência dos trabalhos a serem realizados pelo empreendedor, de modo, a não serem superpostos com os de responsabilidade dos órgãos públicos (Defesa Civil e Prefeitura Municipal). O trabalho enfatiza os aspectos de segurança estrutural, patrimonial e pessoal em relação à barragem. Considera que o uso da teoria do risco para a determinação e/ou justificativa na tomada de decisões envolve obrigatoriamente as fases: análise de risco, avaliação do risco e gerenciamento do risco. O trabalho apesar de fazer comentários pertinentes ao tema não apresenta novas contribuições sobre o tema. ITABIRA E O VALE DO RIBEIRÃO DO PEIXE - UMA PROPOSTA DE METODOLOGIA AUTOMATIZADA PARA MITIGAÇÃO DOS RISCOS (ANTONIO CARLOS FELÍCIO LAMBERTINI, CARLA SCHMIDT OBERDIEK) - O trabalho propõe uma metodologia para automatizar a captura e processamento das informações sobre o comportamento dos barramentos do Vale do Ribeirão do Peixe, onde está situada a cidade de Itabira. Para o controle de segurança de barragem o autor sugere, como metodologia, a aplicação de redes neurais do tipo Perceptron Multicamadas. No vale foram implementados cerca de 40 barramentos dos quais o trabalho comenta sobre a barragem de Santana destinada a captação de água do rio do Peixe para o abastecimento do município, e as barragens de rejeitos de Santana, Cambual I e II, Conceição e Itabiruçu. Contudo, o trabalho não apresenta nenhum exemplo onde foi utilizada a metodologia proposta. 8

9 3) Atendimento a Lei de Segurança de Barragens (lei /2010): CONTRIBUIÇÃO AO CONHECIMENTO SOBRE PLANO DE EMERGÊNCIA - PAE (RUBEN JOSÉ RAMOS CARDIA, HENRIQUE L ROCHA, PEDRO G DE LARA, FRANK L BLACKETT) - O trabalho apresenta uma série de comentários objetivando a elaboração de Plano de Ação de Emergência, visando atender as exigências da Lei /201. As análises e sugestões abrangeram as fases de levantamentos básicos, o processo de ruptura de barragens com uso de modelos numéricos hidrodinâmicos, confecção de mapas de inundação, treinamento para implantação e capacitação pela equipe responsável pela organização e montagem do PAE. O modelo sugerido pelo autor é o HAC-RAS versão 5.0. O trabalho tem utilidade de natureza informativa. 9

10 4) Estruturas hidráulicas: FLUTUAÇÃO DE PRESSÃO EM UM RESSALTO HIDRÁULICO DE BAIXA QUEDA E BAIXO NÚMERO DE FROUDE A JUSANTE DE UM VERTEDOURO (PEDRO ERNESTO DE ALBUQUERQUE E SOUZA,MARCELO GIULIAN MARQUES,EDGAR TRIERWEILER NETO, EDER DANIEL TEXEIRA) - Trata-se de um trabalho que simula um vertedouro de baixa queda com elevada vazão específica e baixo número de Froude. Faz uma análise dos coeficientes de flutuação de pressão obtidos a jusante do vertedouro em quatro pontos posicionados no eixo do seu vão central, reproduzido em modelo reduzido na escala de 1:50. Foram utilizados 4 transdutores de pressão auscultados por um sistema de aquisição de dados. Apresenta um estudo comparativo do coeficiente de flutuação de pressão por faixa de número de Froude unitária, inclusive com utilização de dados de 12 pesquisas realizadas anteriormente. A pesquisa realizada complementa a faixa do número de Froude para os estudos existentes acrescentando alguns pontos na zona de baixo de número de Froude. A pesquisa fornece informações de flutuação de pressão que possam subsidiar o dimensionamento de bacias de dissipação de baixo número de Froude. 10

11 4) Estruturas hidráulicas: PROTEÇÃO CONTRA EROSÃO REGRESSIVA EM ROCHA BRANDA NA SAÍDA DA BACIA DE DISSIPAÇÃO - O EXEMPLO DA UHE COLIDER (MARCOS VINICIUS ANDRIOLO E EDUARDO DE OLIVEIRA) - O trabalho apresenta um estudo, em modelo reduzido, sobre erosões a jusante na estrutura de dissipação da UHE Colider, situada no rio Tele Pires. O estudo indicou forte erosões junto ao end-sill da laje da bacia de dissipação. Como solução, foi previsto um trecho de 90m de extensão revertido por enrocamentos de diâmetro médio de 0,95m, para evitar erosões regressivas do arenito a jusante da estrutura da bacia de dissipação de energia. Junto ao end-sill foi previsto um cut-off com uma linha dupla de estacas verticais de 0,20m de diâmetro e comprimentos de 12 a 14m, espaçadas em 40cm. O trabalho evidencia a importância dos estudos realizados em modelo reduzidos, indispensáveis para determinar a extensão da faixa a ser protegida pelo enrocamento, bem como a profundidade do cut-off contra a erosão regressiva. É um trabalho importante para garantir a segurança da estrutura de dissipação de energia. 11

12 4) Estruturas hidráulicas: ANÁLISE DAS PRESSÕES A JUSANTE DE COMPORTAS TIPO SEGMENTO INVERTIDO EM ECLUSAS DE NAVEGAÇÃO DE GRANDES BARRAGENS (MAURICIO DAI PRÁ, PRISCILA DOS SANTOS PRIEBE, MARIANE KEMPKA, MARCELO GIULIAN MARQUES) - O trabalho objetiva compreender o comportamento hidráulico dos sistemas de enchimento e esvaziamento das eclusas de navegação, hoje a maioria delas incorporadas as barragens. O mesmo procura identificar e estimar os fenômenos hidráulicos, principalmente os decorrentes de processos cavitantes devido ao desgaste de superfícies decorrentes do sistema de enchimento e esvaziamento de eclusas a partir do modelo físico. O trabalho apresenta os resultados das investigações realizadas no modelo físico onde foi instalada uma comporta tipo segmento invertida, 21 tomadas de pressão na parte superior e 24 na parte inferior. As pressões médias e instantâneas foram registradas junto ao fundo e ao teto da tubulação imediatamente a jusante da comporta. Os resultados das análises permitiram também estimar os coeficientes de contração na comporta e níveis de danos na base e no teto do conduto. Trata-se de um trabalho que subsidia informações importantes para o projetista de eclusas. 12

13 Trabalhos considerados nos relatos dos Painelistas: Carlos Henrique Medeiros COMPLEMENTARIEDADE ENTRE O MONITORAMENTO E ANÁLISES (DANIEL CLAUDINO RAMOS PENNA, GIANI APARECIDA SANTANA ARAGÃO E TERESA CRISTINA FUSARO) AVALIAÇÃO DE MÉTODOS DE ANÁLISE DE RISCOS APLICADOS A BARRAGENS (ALEXANDRE VAZ DE MELO E TERESA CRISTINA FUSARO) KEY TECHNOLOGIES AND ENGINEERING PRACTICE FOR TAIL DOWN SPILLWAY TUNNEL WITH HIGH FLOW RATE AND LARGE DISCHARGE CAPACITY (NIE QINGHUA, LI GUO,FAN QIXIANG) João Francisco Silveira MONITORAMENTO GEODÉSICO DA BARRAGEM DA UHE DE MAUÁ UTILIZANDO MÉTODOS GEODÉSICOS QUE PERMITEM PRECISÃO DO MILIMETRO (CARLOS AURÉLIO NADAL, PEDRO LUIS FAGGION, LUÍS AUGUSTO KOENIG VEIGA E MARCOS ROBERTO SOARES) O USO DE RECEPTORES GPS NO MONITORAMENTO PLANIMÉTRICO NA UHE LUIZ EDUARDO MAGALHAES (CARLOS DARIO MENDONÇA DE MIRANDA, ELCIA FERREIRA DA SILVA, JOÃO F. G. MONICO) REALIDADE AUMENTADA PARA O ACESSO À INSTRUMENTAÇÃO DA BARRAGEM DE ITAIPU (FABIANA FRATA FURLNA PERES, SÉRGIO SCHEER, ÉTORE FUNCHAL DE FARIA, DEIVIDE VIAN) 13

14 João Francisco Silveira - continuação RESEARCH AND APPLICATION ON SAFETY MONITORING TECHNOLOGY & EVALUATING AND EARLY- WARNING SYSTEM FOR HIGH CORE ROCKFILL DAM (TAN ZHIWEI, ZOU QING) SEGURANÇA DE BARRAGENS: UMA ANÁLISE HISTÓRICA DA INSTRUMENTAÇÃO DA BARRAGEM DE ITAÚBA (CAMILA DE SOUZA DAHM SMIDERLE) TRATAMENTO DE INFILTRAÇÕES E SELAMENTO ESTRUTURAL DE FISSURAS COM OS SISTEMAS DE INJEÇÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO DE BARRAGENS E USINAS HIDRELÉTRICAS (CARLA CASTRO DE PAULA, WALDOMIRO ALMEIDA JUNIOR, CARLOS EDUARDO MATURANO SANTORO E JOSÉ NICOLAU GOBBO GIOVANETTI) THE SUMMARY OF SAFETY MONITORING AND OPERATION ABOUT RCC GRAVITY DAM IN CHINA (ZHAO QUANSHENG, DU XIAOKAI,SUNBAOPING) 14

15 Comunicação Técnica RUPTURA DE BARRAGEM? EM QUE(M) ACREDITAR? (RUBEN JOSÉ RAMOS CARDIA, HENRIQUE L ROCHA, PEDRO G DE LARA, FRANK L BLACKETT) INFORMAÇÕES SOBRE A REFORMA DAS BARRAGENS DE THEODORE ROOSEVELT (USA) E KARIBA (AFRICA) VISANDO A CONTINUIDADE OPERAÇÃO EM SEGURANÇA (GERALDO MAGELA PEREIRA) DEFINIÇÃO DE LIMITES DE ALERTA PARA SUBPRESSÃO USANDO REGRESSÃO DINÂMICA COM MODELAGEM DE SÉRIE TEMPORAL DOS RESÍDUOS (JÚLIO CÉSAR ROYER, VOLMIR EUGÊNIO WILHELM, JOSIELE PATIAS) UPDATING AND MODERNIZING THE DAM SAFETY MONITORING FACILITIES OF THE CHARSEN RESERVOIR (JINXIANG LI) TÉCNICA NÃO PARAMÉTRICA PARA ESTABELECER VALORES LIMITE EM GRÁFICOS DE CONTROLE APLICADOS EM DADOS DE INSTRUMENTAÇÃO DE BARRAGEM (EMERSON LAZZAROTTO, LILIANA MADALENA GRAMANI, ANSELMO CHAVES NETO) COMBINAÇÃO PREDITIVA DAS TÉCNICAS ARIMA E SUPPORT VECTOR REGRESSION (SVR) NA PREVISÃO DO DESLOCAMENTO DO BLOCO H8 DA USINA HIDRELÉTRICA DE ITAIPU COM BASE NAS SÉRIES TEMPORAIS DOS PÊNDULOS (JAIRO MARLON CORRÊA, SAMUEL BELLIDO RODRIGUES, ARINEI CARLOS LINDBECK DA SILVA, ANSELMO CHAVES NETO) 15

16 Comunicação Técnica continuação ESTUDO DA VARIABILIDADE DOS INSTRUMENTOS INSTALADOS EM BLOCOS CHAVE DA BARRAGEM DE ITAIPU PARA DETERMINAÇÃO DE MODOS DE FALHA (JAIR MENDES MARQUES, CLEVERSON GONÇALVES DOS SANTOS, CASSIUS SCARPIN, ORLANDO CATARINO DA SILVA) ANÁLISE ISOGEOMÉTRICA (AIG) APLICADA A PROBLEMAS DE VIBRAÇÕES EM BARRAGENS (RODNNY JESUS MENDOZA FAKHYE, MATEUS RAUEN, ROBERTO DALLEDONE MACHADO, MARCOS ARNDT) OTIMIZAÇÃO ESTRUTURAL ROBUSTA APLICADA A BARRAGEM DE GRAVIDADE (MARCOS ROBERTO BOMBACINI, ADEMIR ALVES RIBEIRO) 16

17 Ruptura de Barragens barragens cadastradas pelo CBDB/CEASB; barragens com espelho de água superior a 20ha - ANA/RSB (2011) barragens de usos múltiplos barragens para geração de energia elétrica; barragens de rejeitos de mineração barragens de rejeitos industriais - A ICOLD estimou em 2,2% o número de barragens rompidas antes de 1950 e 0,5% após A maioria das barragens até o final da década 1950 foram construídas pelo DNOCS, em número da ordem de 175 na sua maioria em maciços de terra, não ocorreu nenhum rompimento até a presente data. A primeira barragem foi a de Cedro no rio Jaguaribe em Inicio da década de 60 foi realizado o inventário da região centro - sul pelo Grupo CANAMBRA e foram iniciadas a construção das grandes barragens brasileiras para atender o setor elétrico. 17

18 AÇUDE DO CEDRO

19 AÇUDE DO CEDRO O Açude do Cedro foi construído por ordem do imperador D. Pedro II para amenizar os efeitos da grande seca de A obra foi iniciada em 1890 e concluída em O reservatório tem 126 milhões de metros cúbicos de água. A barragem foi feita artesanalmente, as grades de ferro vieram da Inglaterra e as cerâmicas vieram de Portugal. Devido à sua importância histórica e sua beleza natural foi tombado pelo Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional (IPHAN) em 1977.

20 ALGUMAS BARRAGENS QUE COLAPSARAM NO BRASIL PAMPULHA (BH) 1954 ORÓS (JAGUARIBE) 1960 EUCLIDES DA CUNHA (PARDO) 1977 LIMOEIRO (PARDO) 1977 POQUIM (NORDESTE B. T ) 1979 BOA ESPERANÇA (R. FURNAS) 1983 SANTA HELENA (BAHIA B. T) 1985 EMAS (NORDESTE Laje V) 1995 MACACOS (NORDESTE B.T) 1997 FERNANDINHO (MG-REJEITO B.T) 1985 PICO SÃO LUIZ(MG-REJEITO B.T) 1985 RIO VERDE 2001 CATAGUAZES (MG-REJEITO B.T) 2003 CAMARÁ (ALAGOAS CCR) 2004 MIRAÍ (MG-REJEITO B.T) 2007 ESPORA (GO) 2008 APERTADINHO (RONDÔNIA) 2008 ALGODÕES 2009 HERCULANO 2014

21 No início da década de 60 quando começaram as construções das grades barragens brasileiras, ocorreu no dia 26/3/1960 a ruptura da barragem de Orós, situada no rio Banabuiú, bacia hidrográfica do rio Jaguaribe, sendo na época, o maior impacto registrado com barragens no Brasil. A ruptura deu-se por galgamento da barragem, com a construção atrasada devido a falta de investimentos. Foram inundadas as cidades de Aracati, Itaiçaba, Jaguaribe, Limoeiro e Juazeiro, situadas a jusante. Atingiu aproximadamente 60% da população do baixo Jaguaribe que totalizava 170 mil habitantes. 21

22 ORÓS (JAGUARIBE) 22

23 Açude de Orós Dados: Dados da Barragem: Local: Rio Jaguaribe H máximo 54m Comprimento no coroamento 670m Capacidade do vertedouro 5200m 3 /s Volume total da barragem 3.9 milhões Volume da reservatório 2,1 bilhões de m 3 O galgamento da barragem ocorreu aos 17min do dia 26 de março de 1960, com 400m 3 /s. A obra estava em final de construção e os túneis de desvio não tiveram capacidade para evitá-lo.

24 GALGAMENTO DA BARRAGEM DE ORÓS 26/03/1960

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27 Açude de Orós Ruptura

28 Açudes de Orós Reconstrução do vertedouro

29 Acidentes com Barragens de Rejeito no Brasil A ruptura da barragem de rejeitos da Mina de Fernandinho, em Itabirito, é o registro mais antigo desse tipo de acidente no Estado. A ruptura deixou sete mortos Ruptura da barragem da Mineração Rio Verde em Macacos, distrito de Nova Lima. Cinco operários morreram no acidente, que atingiu 43 hectares e assoreou 6,4km do leito do córrego Taquaras.

30 2003. Ruptura da barragem de um dos reservatórios da Indústria Cataguases de Papel Ltda., liberando no córrego do Cágado e no rio Pomba cerca de 1,4 bilhão de litros de lixívia (licor negro), que é a sobra industrial da produção de celulose. O acidente afetou três Estados, deixando 600 mil pessoas sem água. Depois desse acidente, a Fundação Estadual de Meio Ambiente (Feam) começou a fiscalizar barragens no Estado. Vista da porção remanescente do maciço da Barragem de Rejeitos da Industria de Papel, após a ruptura. Cataguases, MG

31 VISTA DE JUSANTE: Barragem de Camará

32 Dados: Altura Máxima: 50 m Volume da barragem m 3 Barragem de Camará Volume do Reservatório: 26,582 x 10 6 m 3 Tipo: Barragem CCR, 7 MPa aos 90 dias, consumo de 80 Kg de cimento/m 3 Nas superfícies hidráulicas o CCR foi de 25 a 30 Mpa aos 28 dias Localização: rio Riachão, bacia do rio Mamanguape, município de Alagoa Grande/Paraíba

33 Acidente: Barragem de Camará Ruptura, no início da noite de 17/06/2004, de um trecho da barragem junto a margem esquerda. A barragem rompeu quando o reservatório estava com 64,86% de sua capacidade. Causa Principal: A barragem foi assente sobre blocos praticamente soltos e não removidos na margem esquerda do rio.

34 Barragem de Camará

35 Barragem de Camará

36 Consequências: Barragem de Camará 7 mortos, 20 desaparecidos e 3300 pessoas desabrigadas. 810 casas destruídas ou inundadas. As cidades de Alagoa Grande e Mulungu ficaram sem comunicação telefônica, sem abastecimento d água e sem energia elétrica durante 15 dias.

37 Barragem de Camará

38 Acidentes com Fatalidades Ano Barragem - País Perda de vidas 2014 Herculano - Brasil Camará - Brasil Rio Verde - Brasil Fernandinho Brasil 7 Acidentes Recentes com Contaminação Ano Local Conseqüências 2007 Miraí Brasil Vazamento de rejeitos de bauxita. Interrupção de fornecimento de água Miraí Brasil Vazamento de rejeitos de bauxita. Interrupção de fornecimento de água Cataguases Brasil Lixívia negra liberada. Interrupção de fornecimento de água.

39 OPERAÇÃO DOS VERTEDORES - Os vertedores eram operados até o inicio da década de 1970 por regras rígidas e procedimentos burocráticos implementados de acordo com a cultura dos proprietários, na maioria empresas estatais. - Em 1977: rupturas das barragens de EUCLIDES DA CUNHA e LIMOEIRO Rio Pardo/Bacia do rio Grande, impuseram a necessidade de desenvolver estudos de previsão de cheias e o estabelecimento de regras operativas para atender a segurança das barragens, dos bens e das comunidades situadas a jusante. 39

40 Dados: Dados da Barragem: Local: Rio Pardo H máxima: 56m Comprimento no coroamento: 312m Capacidade do vertedouro: 2040m 3 /s Capacidade da descarga de fundo: 300m 3 /s Potência Instalada: 94,8MW Volume da Barragem: 2,2 milhões de m 3 Precipitação: 260mm entre 7:00h do dia 19 às 7:00h do dia 20/01/1977. Concentrou-se em uma área de 1670Km 2 (86% da BH incremental UHE Caconde / UHE Euclides da Cunha). Volume Precipitado: 300 x 10 6 m 3 UHE Euclides da Cunha H médio = 180mm por dia Galgamento ocorreu na extremidade direita da crista da barragem que estava 30cm mais baixa. O Transbordamento da barragem começou as 20:30h do dia 19/01 e a ruptura às 03:30h do dia 20/01.

41 UHE Euclides da Cunha Foto em 21/01/1977

42 Discharge (m 3 /s) UHE Euclides da Cunha Euclides da Cunha - Flood Hydrographs ( period: / ) Hours Inflow (Peak = m3/s) Dam Break Hydrograph (Peak = m3/s)

43 UHE Armando de Salles Oliveira (Limoeiro) Dados: Dados da Barragem: Local: Rio Pardo H máxima: 35m Comprimento do Coroamento: 660m Capacidade do vertedouro: 1800m 3 /s Potência Instalada: 28MW Volume da Barragem: m 3 /s A ruptura da barragem Armando de Salles Oliveira que descarregava 1700m 3 /s ocorreu às 04:00h do dia 20/01/1977.

44 UHE Armando de Salles Oliveira (Limoeiro)

45 Controle de Cheias 1. Histórico Rompimento das barragens de Euclides da Cunha e Armando de Salles Oliveira, da CESP, em , por problemas operacionais Em 1977 o GCOI (Grupo Coordenador para Operação Interligada) constituiu a CECCA (Comissão de Estudos para Controle de Cheias e Armazenamento) Em 1979 é dissolvida a CECCA e criado o Grupo de Trabalho de Estudos Hidrológicos - GTEH, no âmbito do Subcomitê de Estudos Energéticos - SCEN do GCOI. Posteriormente o grupo passou a ser denominado GTHO (Grupo de Trabalho de Hidrologia Operacional) Com o processo de reestruturação do setor elétrico brasileiro, iniciado a partir da segunda metade da década de 90, em 1999 extinguiu-se o GCOI e suas atribuições foram absorvidas pelo ONS.

46 14/11/10 15/11/10 16/11/10 17/11/10 18/11/10 19/11/10 20/11/10 21/11/10 22/11/10 23/11/10 24/11/10 25/11/10 26/11/10 27/11/10 28/11/10 29/11/10 30/11/10 01/12/10 Vazão (m3/s) 14/11/10 15/11/10 16/11/10 17/11/10 18/11/10 19/11/10 20/11/10 21/11/10 22/11/10 23/11/10 24/11/10 25/11/10 26/11/10 27/11/10 28/11/10 29/11/10 30/11/10 01/12/10 Vazão (m3/s) 14/11/10 15/11/10 16/11/10 17/11/10 18/11/10 19/11/10 20/11/10 21/11/10 22/11/10 23/11/10 24/11/10 25/11/10 26/11/10 27/11/10 28/11/10 29/11/10 30/11/10 01/12/10 Vazão (m3/s) Controle de Cheias 6. Operação de Controle de Cheias (Previsão de Afluências) Previsão de Vazões Incremental Funil(Grande) - Furnas OBSERVADA PREVISTA SIMULADA Previsão de Chuvas Modelo Chuva Vazão Incremental Furnas - Mascarenhas de Moraes OBSERVADA PREVISTA SIMULADA Incremental Mascarenhas Moraes - Luiz Carlos Barreto de Carvalho OBSERVADA PREVISTA SIMULADA

47 Controle de Cheias 6. Operação de Controle de Cheias (Previsão Meteorológica) Período Úmido SE (Nov-Abr) Alta Pressão Sub-Tropical do Atlântico Sul Zona de Convergência do Atlântico Sul Zona de Convergência Intertropical Ar quente e úmido

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49 O que é Planejamento da Operação de Controle de Cheias no SIN NÍVEL MAX NORMAL VOLUME DE ESPERA local sujeito a inundação RESTRIÇÃO Operação dos sistemas de reservatórios de forma a amortecer cheias e evitar danos por inundação em locais a jusante RESTRIÇÃO DE VAZÃO MÁXIMA VAZÃO NATURAL t

50 Planejamento da Operação de Controle de Cheias no SIN Os volumes de espera são determinados para cheias de um tempo de recorrência pré-estabelecido TEMPO DE RECORRÊNCIA DE UMA CHEIA TR É o inverso do risco de sua ocorrência TR = 1 / RISCO ; RISCO = 1 / TR Exemplo: Para uma cheia de TR = 20 anos, tem-se: RISCO = 1 / 20 = 0,05 ( 5% ) Nas bacias em que há influência de tendências climáticas, os volumes de espera são condicionados à ocorrência destas (bacias dos rios Paraná e Iguaçu)

51 CONTROLE DE CHEIAS NAS PRINCIPAIS BACIAS HIDROGRÁFICAS Operador Nacional do Sistema - ONS 1. Bacia do Rio Paraná 2. Bacia do Rio São Francisco 3. Bacia do Paraíba do Sul 4. Bacia do Rio Parnaíba 5. Bacia do Jequitinhonha 6. Bacia do Rio Jacuí 51

52 CONTROLE DE CHEIA BACIA DO RIO PARANÁ Área Total : 877,000 km 2 ; Número de Reservatórios: 46; Volume Total acumulado na cascata: 260 km 3 ; Bacia do rio Paraná até Itaipu: Área: 820,000 km 2 ; Volume Útil Total: 129 km 3 ; Controle de Cheias: 15,83 a 20,45 km 3 (dependendo as condições climáticas) em 16 reservatórios. Bacia do rio Paraná até Salto Caxias: Área: 57,000 km 2 ; Volume Útil Total: 9 km 3 ; Controle de Cheias ~ 0,16 km 3 em 2 reservatórios. Fonte ONS 52

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54 m³/s (%) VOL HPP FURNAS PEAK FLOOD JAN/ FLOOD CONTROL VOLUME OBSERVED VOLUME INFLOW OUTFLOW /01 06/01 11/01 16/01 21/01 26/01 31/01 05/02 10/02 15/02 20/02 DATE

55 Sistema de Reservatórios para Controle de Cheias no SIN ITAPARICA 8000 Belém do São Francisco Santa Maria da Boa Vista Juazeiro Pão de Açúcar MOXOTÓ P. A. 1,2,3 XINGÓ P. A (áreas urbanas, saída de emissário, tomada d água) SOBRADINHO Casa Nova Sento Sé Remanso Pilão Arcado Xique-Xique Rio Corrente Januária São Francisco Rio Urucuia Rio São Francisco Rio Grande Rio Preto São Romão QUEIMADO Unai 300 Rio Paracatu Rio Jequitaí CONVENÇÃO Rio das Velhas Pirapora 4000 Rio Abaeté TRÊS MARIAS usina a fio d água com restrição a jusante restrição de vazão máxima (m³/s) cidade reservatório com operação para o controle de cheias

56 Sistema de Reservatórios para Controle de Cheias no SIN

57 Operação de Vertedores Casos mais relevantes decorrentes do não atendimento das regras operativas definidas em modelo reduzido, manutenção e controle. - Vertedouro da UHE Marimbondo; - Vertedouro da UHE Salto Osório; - Vertedouro Foz do Chapecó 57

58 UHE Marimbondo

59 UHE Marimbondo Dados: Local: Rio Grande H Máxima: 90m Volume da barragem de Terra: 14 x 10 6 m 3 Volume de concreto: 1,2 x 10 6 m 3 Descarga de projeto do vertedouro: m 3 /s

60 UHE Marimbondo Danos decorrentes das operações assimétricas das comportas:

61 UHE Marimbondo Operações assimétricas das comportas:

62 UHE Marimbondo Operações assimétricas das comportas:

63 UHE Marimbondo Danos decorrentes das operações assimétricas das comportas: Material depositado no interior da bacia = 380m 3 (inspeção realizada em 1975 e 1978, serviços realizados em 1980 e concluídos em 1982)

64 UHE Marimbondo Danos decorrentes das operações assimétricas das comportas

65 Comporta do vertedouro da UHE Salto Osório Acidente ocorrido em , quando defluía pelo vertedor m3/seg DADOS DA USINA / VERTEDOUROS Usina Hidrelétrica Salto Osório - Rio Iguaçu - Paraná Capacidade Instalada: MW Início Operação Comercial: 1975 Tipo de Vertedouro: Controlado de superfície Vertedouro 1: 5 comportas Capacidade total m³/s Vertedouro 2: 4 comportas Capacidade total m³/s Comportas tipo segmento: 20,77 x 15,30 m / 172 ton Acionamento das comportas: por guincho mecânico Supervisão e controle: local ou remoto 65

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67 ANÁLISE DA OCORRÊNCIA 1. Não ocorreram alarmes de falhas no transdutor de posição ou sensores e a sinalização do movimento da comporta foi interrompida. Pela lógica, a sinalização teria permanecido ativa; 2. O desajuste no transdutor, manteve o comando de fechamento mesmo com a comporta já fisicamente fechada; 3. O sensor fim de curso indutivo de fechamento falhou; 4. O motor permaneceu ligado, invertendo o sentido de enrolamento dos cabos (d=40mm) no tambor, no sentido contrário às ranhuras, ocorrendo a sobreposição de camadas, provocando forte atrito entre o cabo e a chapa da base, deformando-o até o seu rompimento. 67

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69 UHE Foz do Chapecó Data: 28 e 29/06/2014 Local: UHE Foz do Chapecó (Águas de Chapecó/SC) O fato: De 26 a 30/06 devido à quantidade de chuvas na região, ocorreram grandes vazões (próximo a m³/s) no Rio Uruguai, onde está localizada a UHE Foz do Chapecó. Foi realizada inspeção nas estruturas civis onde constataram-se os seguintes danos: Visão geral do vertedouro durante a cheia Margem direita: erosão no talude lateral da estrada de acesso à usina, provocando interdição da via. Margem esquerda: erosão de estrada de acesso à área de jusante da barragem Erosão parcial do espigão (estrutura de proteção da barragem) Vertedouro: queda do muro intermediário do vertedouro Fluxo de água erodindo o espigão 69

70 UHE Foz do Chapecó ETAPAS CONSTRUTIVAS Adufas Na segunda etapa do desvio do rio, o fluxo de água passa pelas adufas, estruturas de vertimento temporário construídas abaixo das comportas dos vãos 05 a 15 70

71 UHE Foz do Chapecó ETAPAS CONSTRUTIVAS Na terceira etapa, as comportas das adufas são fechadas, enche-se o reservatório e a operação do reservatório é feita apenas pelas comportas dos vãos 01 a 04. Com a construção de uma ensecadeira, isola-se os vãos 05 a 15 para concretagem das tampas 71 das adufas.

72 UHE Foz do Chapecó ETAPAS CONSTRUTIVAS Finalmente, com as adufas concretadas, o Vertedouro pode trabalhar com a capacidade máxima nos 15 vãos de comporta (62.190m³/s) 72

73 UHE Foz do Chapecó Muro de encontro da ensecadeira Entre os vãos 04 e 05 do Vertedouro Vista do muro intermediário antes e depois da queda Dimensões bloco: Comp.: 28,8m Alt.: 18m Larg: 3m Vista do muro intermediário durante a construção. Destaque ao trecho rompido. Como não sabemos qual foi o mecanismo de ruptura, será avaliado a extensão do dano na laje de fundo do 73

74 UHE Foz do Chapecó Trecho do muro que rompeu (hachurado) Dimensões bloco: Comp.: 28,8m Alt.: 18m Larg: 3m 74

75 CRITÉRIOS DE PROJETOS Borda Livre Critérios: BL mínima >= 0,5m Barragem de Concreto BL mínima >= 1,0m Barragem de Terra / Enrocamento BL normal >= 3,0m (velocidade do vento 100Km/h, onda com 2% de prob.) Crista NA Máximo BL normal BL mínima NA Máximo Normal 75

76 A SEGURANÇA HIDROLÓGICA 1. Métodos utilizados - Estatísticos - Cheia máxima provável 2. Importância da qualidade dos dados fluviométricos - Pesquisa de marcas de cheias - Ajustamento e extrapolação - Comprimento das séries 3. Atendimento aos critérios de projeto 76

77 A SEGURANÇA HIDROLÓGICA - Bacia do rio Tocantins (Tucuruí e Serra da Mesa) - Bacia do rio Iguaçu (Salto Caxias) - Compatibilização dos vertedores em cascatas Bacia do rio Grande (Furnas, Mascarenhas de Moraes) - Reservatórios a fio de água 77

78 O Exemplo de Salto Caxias 78

79 COMITÊ BRASILEIRO DE BARRAGENS CBDB ERTON CARVALHO 79