Centrais Elétricas Barragens de Gravidade e Arco

Centrais Elétricas Barragens de Gravidade e Arco Igor Simão Professor: Dr. Clodomiro Unsihuay Vila 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 1

Ementa Introdução Barragens de Gravidade CCV e CCR Barragens de Arco - Classificações -Arranjos Considerações Finais Referências 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 2

Intro Manual Critérios de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas (2007) 30 metros acima já coloca em risco vidas humanas. Levantamentos topográficos, fotogeológicos, sondagens Estudos geológicos e geotécnicos devem acontecer em diversas fases do projeto. Fundação, permeabilidade, compressibilidade. 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 3

Barragem de Gravidade Estrutura de tal forma que seu peso próprio e fundação use como vantagem para estabilidade tanto forças verticais como horizontais. Primeiras barragens construídas a milhares de anos a.c com dimensões de base 4x maior que sua altura 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 4

Forças e Momentos em Barragens Forças Verticais Forças Horizontais Todas as Direções Forças de Expansão Forças Dinâmicas Momentos Verticais e Horizontais 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 5

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Barragem de Gravidade Concreto Convencional (CCV) Base em monólitos divididos por juntas de contração Previne trincas devido a temperatura. Equipamento de refrigeração e juntas de construção os tornam menos econômicos. Limitação de equipamentos devido a dimensão da praça de trabalho 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 7

Barragem de Gravidade Concreto Convencional (CCV) Condições de Carregamento Normal (CCN): todas as ações com grande probabilidade que podem ocorrer ao longo da vida útil da barragem (peso próprio, material decantado, empuxo, subpressão, drenos operantes, etc) Condição de Carregamento Excepcional(CCE): condições com baixa probabilidade de ocorrência (efeitos hidrológicos, defeitos nos sistemas de drenagem, abalos sísmicos, etc.) somados com CCN. 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 8

Barragem de Gravidade Concreto Convencional (CCV) Condições de Carregamento Limite (CCL): Combinações de ações com MUITO baixa probabilidade de ocorrência ou quando há mais de uma CCE ao mesmo tempo). Combinações de carregamento de construção (CCC): Esforços na fase de construção, montagem, instalações, testes de equipamentos temporários ou permanentes, níveis de água a montante e jusante. 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 9

SAP2000 Programa utilizado para fazer análise estruturais e de tensões x deformações utilizando elasticidade e rigidez dos materiais 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 10

SAP2000 https://www.youtube.com/watch?v=yvvj6nxydek (SAP2000, por Marcelo Cambrais) 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 11

SAP2000 https://www.csiamerica.com/products/sap2000/features 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 12

SAP2000 https://www.csiamerica.com/products/sap2000/features 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 13

Barragens de Gravidade Concreto Compactado a Rolo -CCR Resultado da necessidade de métodos mais econômicos e mais rápidos na construção da barragem. Podem subir certa de 60cm/dia (50 metros em 3 meses) Usa-se equipamentos mais simples: caminhões pequenos (4 6m cúbicos), tratores D3 D4 e rolos compactadores. 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 14

Exemplo de -CCR Altura: 91 metros Comprimento: 815m 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 15

Barragens de Concreto em Arco 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 16

Barragens de Concreto em Arco Forma de abóboda ou casca Resiste às cargas horizontais São indicadas para vales rochosos, estreitos e de grande profundidade. 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 17

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Classificações Com base na altura: Baixa carga < 40m Média Carga = 40 100m Alta carga > 100m Com base na forma: Supereficie Curva apenas no plano horizontal Superficiecurva nos dois planos, horizontal e vertical barragens em abóbodas 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 19

Classificações De acordo com o contato na fundação: -Elásticas apoiadas nas ombreiras; -Com juntas perimetrais; -Com juntas na fundação da barragem. De acordo com o extravazador: -Não vertedouras; -Vertedouros de superfície ou de fundo. 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 20

Classificações de acordo com as Condições Topográficas Devem ser construídas em locais que tenham condições topográficas e geológicas adequadas. Média de 200kg/cm^2 As ombreiras devem ser compostas por monólitos maciços, rochosos e impermeáveis. Devem ser livres de falhas, fraturas ou estratificação. Podem ser caracterizadas de acordo com os vales se estreitos ou longos: Definição: n = L/H (Coeficiente de Sítio) -Se L > 3,5.H => Vale longo 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 21

Classificações de acordo com as Condições Topográficas Vales estreitos apresentam uma estrutura mais econômica em comparação com vales longos; A proporção mais eficiente para vales longos: L =~ 10.H; Devem ser considerados também as juntas estruturais. 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 22

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Arranjos A efetividade de uma barragem também depende da forma da secção transversal do vale que pode ser: - Trapezoidal; - Retangular; - Triangular*; - Secção não simétrica. *Melhor arranjo devido a maiores pressões hidrostáticas na base 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 24

Arranjos A estrutura é separada da fundação por juntas periféricas ou escavações para proporcionar uma forma mais suave e simétrica para o contorno da base 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 25

http://lasvegassun.com/p hotos/galleries/1905/ma y/15/hoover-dam--- plans/1155/ 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 26

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A barragem Vajont é um exemplo de barragem em arco. A capa do solo da vertente/ombreira esquerda deslizou para dentro do reservatório criando uma onda de 100m galgando a barragem. 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 29

http://farm5.static.flickr.com/4152/5046971836_3e14600759.jpg 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 30

http://www.unizar.es/aguariospu eblos/img/caso/32_0027.jpg http://cache2.asset-cache.net/gc 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 31

Seção Transversal da usina de Chikreysk 1GW construida entre os anos 1955 a 1976 com 236 metros de altura e espessura da crista de 7,6m e 42 metros na fundação (n = 1,8) 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 32

Brasil https://marcosbau.files.wordpress.com/2010/12/geologia-brasil.jpg 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 33

Brasil -Apresentam teor de silteinferior a 20% e argila variando entre 15% e 80%. São solos com alta permeabilidade à água, podendo ser trabalhados em grande amplitude de umidade (http://www.agencia.cnptia.em brapa.br/) http://matogrosso-cidades.blogspot.com.br/2015/04/geologia-de-mato-grosso.html 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 34

Brasil Paraíba: Estrutura Cristalina de composição granítica/granodiorí tica -relacionadas a ambiente de arco vulcânico (Dr. Viana M. Samuel, Evolução Geologica do Terreno da Paraíba do Sul, 2009) http://ecoturismoecultura.com/ 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 35

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Considerações O projeto deve tem em consideração todos os aspectos citados: - Formato dos anéis em planta; - Seleção dos raios; - Ângulos centrais; - Topografia e geologia adequadas; - Analises de estabilidades na estrutura e fundação. 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 38

Considerações A barragem deve ser segura contra deslizamento e transbordamento em qualquer plano dentro da barragem na base ou abaixo da base. Causas de ruptura em barragens são de 59% por problemas nas fundações e 29% por transbordamento. 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 39

Considerações A forma e curvatura da barragem tem grande influencia na estabilidade. Sempre que possível o projeto da estrutura e fundação deve tirar vantagem da forma dos aspectos morfológicos e topográficos da area instalada. 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 40

Referências Superman, 1978. https://www.youtube.com/watch?v=39kl0zqatpe (Autor) DIMENSIONAMENTO E ANÁLISE DE ESTABILIDADE DE BARRAGEM DE GRAVIDADE EM CONCRETO, Samuel Augusto Schneider, 2011. PROJETO DE USINAS HIDRELÉTRICAS PASSO A PASSO. Geraldo MangelaPereira. https://www.youtube.com/watch?v=oc9srnyoztu(water Flow) https://www.youtube.com/watch?v=mokpyr_49w8 (Hidrelétrica de Mauá) https://www.youtube.com/watch?v=yvvj6nxydek(sap2000, por Marcelo Cambrais) http://ecoturismoecultura.com/ (http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/) http://matogrosso-cidades.blogspot.com.br/2015/04/geologia-de-matogrosso.html https://marcosbau.files.wordpress.com/2010/12/geologia-brasil.jpg http://cache2.asset-cache.net/gc 07/05/2016 TE033 - Centrais Elétricas, Igor Simão 41 https://www.csiamerica.com/products/sap2000/features