COMITÊ BRASILEIRO DE BARRAGENS XXVII SEMINÁRIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS BELÉM PA, 03 A 07 DE JUNHO DE 2007 T100 A17 INJEÇÃO DE MICROCIMENTO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO EM BLINDAGEM DE USINAS HIDRELÉTRICAS CARLA DE PAULA Engenheira Civil / Assistente Técnica Pires Giovanetti Guardia Engenharia NICOLAU GIOVANETTI Engenheiro Civil / Diretor Técnico Pires Giovanetti Guardia Engenharia CARLOS SANTORO Engenheiro Civil / Gerente Técnico Pires Giovanetti Guardia Engenharia RESUMO O presente trabalho tem por finalidade apresentar a metodologia adotada para o preenchimento de vazios entre a blindagem e o concreto em Usinas Hidrelétricas. Dessa forma se analisará comparativamente a metodologia anterior e o novo sistema apresentado para a solução da patologia identificada. Os trabalhos desenvolvidos são de extrema importância pois visam melhorar a segurança da estrutura e de seus operadores. ABSTRACT The aim of is paper is to present the adopted methodology for the voids filling. These voids are in the steel line-concrete contacts of Hydropower Plant structures. This paper includes the comparison analysis between the old and this new methodology, here presented as a solution for this identified pathology. The developed works are of extreme significance therefore they aim to improve the security of the structure and of its operators. XXVI Seminário Nacional de Grandes Barragens 1
1. INTRODUÇÃO Os trabalhos foram desenvolvidos na Usina Hidrelétrica Salto Osório que faz parte do Grupo Tractebel Energia S.A. e está situada no principal curso do rio Iguaçu, no município Quedas do Iguaçu Paraná. O desvio do leito original do rio ocorreu em julho de 1970 e o fechamento das comportas para o enchimento dos reservatórios ocorreu em junho de 1975. A primeira etapa de sua construção da usina foi concluída em 1976 tendo sido executadas todas as obras civis e a implantação de quatro unidades geradoras de 175 megawatts cada. Na segunda etapa da obra, no ano de 1981, foram instaladas mais duas unidades geradoras com a mesma potência das anteriores. No ano de 1997, as unidades geradoras da primeira etapa foram repontecializadas para 182 megawatts, cada, alterando a potência total da usina de 1050 megawatts para 1078 megawatts. A energia produzida pela usina é toda fornecida às regiões sul e sudeste do Brasil. A usina possui as seguintes características: - Barragem de enrocamento com núcleo de argila, com altura máxima de 56,00 m, sendo 3.500.000,00 m 3 de enrocamento e o núcleo de argila, sendo que o seu volume é de 425.000,00 m 3. - Vertedouros 1 e 2: Vazão de 28.000,00 m 3 /s e 09 (nove) comportas. - Tomada d água: Tipo gravidade com condutos forçados metálicos: 6 un. - Casa de Força: Tipo abrigada com turbinas Francis: 6 un. 2. PATOLOGIA Durante inspeção preventiva realizada pela equipe de manutenção da Usina de Salto Osório, pôde-se constatar a presença de vazios entre a estrutura de concreto e as estruturas metálicas do conduto, da caixa espiral e do tubo de sucção. Esses vazios foram diagnosticados pelo método de auscultação e também, em alguns trechos da estrutura, foram verificadas infiltrações com grande fluxo de água. 3. ESPECIFICAÇÃO DO SISTEMA DE TRATAMENTO As manutenções dos condutos forçados, caixa espiral e tubo de sucção são realizadas em paradas planejadas e programadas das unidades geradoras e é importante que os procedimentos de tratamento atendam de maneira eficaz e dentro dos prazos previstos. Assim, na definição do sistema de tratamento dos vazios devese incluir como critério, a metodologia que atenda ao cumprimento dos prazos determinados. XXVI Seminário Nacional de Grandes Barragens 2
3.1 METODOLOGIA ANTERIOR DE TRATAMENTO DE VAZIOS ENTRE BLINDAGEM E ESTRUTURA DE CONCRETO Durante muito tempo a metodologia adotada para tratamento de vazios entre blindagem e estrutura de concreto em Usinas Hidrelétricas era a injeção de calda de cimento e injeção de epóxi. A princípio utilizava-se o sistema combinado de injeções, pois somente a calda de cimento não preenchia todos os vazios da estrutura devido à granulometria dos cimentos utilizados no Brasil. Outro problema apresentado nesta metodologia devia-se as diferenças entre os materiais aplicados, ou seja, o epóxi e o cimento. O primeiro trata-se de material rígido, que oferece resistências de até 80 MPa, superiores as resistências de muitas estruturas de concreto, tendo como conseqüência, a diferença dos seus módulos de elasticidade que produzem zonas de rigidez que impedem que o concreto se deforme, induzindo o aparecimento de novas fissuras na estrutura. Outra dificuldade do sistema é a incompatibilidade da resina epóxi ser aplicada enquanto a calda de cimento estiver úmida, que gera problemas de aderência do epóxi e a diminuição da sua eficência. Outro ponto a ser abordado na utilização dessa metodologia, trata-se do aumento nos custos da mobilização dos equipamentos, pois para a aplicação do epóxi e da calda de cimento utilizam-se equipamentos diferentes, onerando inclusive a manutenção dos mesmos. 3.2 METODOLOGIA ADOTADA Para o tratamento dos vazios da estrutura optou-se pela injeção de microcimento que acredita-se que garante o preenchimento dos vazios, bem como devolve o monolitismo e a resistência da estrutura. O preenchimento de vazios torna-se mais eficaz do que o sistema apresentado anteriormente, devido à finura de seus componentes e a alta penetração do material que pode ser aplicado em fissuras a partir de 0,2 mm. Os materiais (microcimentos) existentes no mercado são formulados especialmente para garantir o bom desempenho durante a injeção. Por tratar-se de material base cimentícia, apresenta características similares à do concreto, tais como: resistência a compressão e resistência a tração. Por fim, outra vantagem que deve ser observada neste sistema é a diminuição dos custos de mobilização de equipamentos por se tratar de um único material a ser aplicado. XXVI Seminário Nacional de Grandes Barragens 3
FIGURA 1: Trechos da Caixa Espiral FIGURA 2: Trechos da Caixa Espiral 3.2.1 Procedimento de Execução O procedimento de injeção de microcimento é o seguinte: - Procedeu-se um teste de percussão para localizar os vazios e assim definir uma linha de injeção; - Furação e instalação dos bicos de injeção; - Fixação dos bicos de injeção com argamassa de pega rápida; - Injeção de água pelos bicos com a finalidade de verificar se há comunicação entre os mesmos; - Injeção de microcimento. FIGURA 3: Equipamento para injeção de microcimento XXVI Seminário Nacional de Grandes Barragens 4
FIGURA 4: Injeção de Microcimento FIGURA 5: Pontos de Tratamento de Injeção de Microcimento 4. AGRADECIMENTO - Tractebel Energia S.A. Eng o.agostinho João Dal Moro/ TMS-SE; - MC Bauchemie do Brasil - Eng o.waldomiro Almeida Junior; - Injeção de Microcimento; - Blindagem, Estrutura de Concreto; 5. PALAVRAS-CHAVE 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Gallo, Claudinei (2002) Simpósio de Especialistas em Operação de Centrais Hidrelétricas Padronização no Procedimento de Avaliação em Ocorrência de Anormalidades detectadas pelo Sistema de Anunciação das Unidades Geradoras da Usina Hidrelétrica Salto Osório 07p; [2] Jr Almeida, Waldomiro (2004) Informativo Técnico MC Bauchemie Microconcreto para Injeção em Estrutura de Concreto de Barragens e Usinas Hidrelétricas 07p; [3] Jr Almeida, Waldomiro (2006) Especificação Técnica para Aplicação dos Sistemas de Injeção da MC-Bauchemie para Tratamento das Estruturas de Concreto das UHE s SALTO OSÓRIO E SALTO SANTIAGO da Tractebel Energia S.A. 09p; XXVI Seminário Nacional de Grandes Barragens 5