Análise de Risco

X

Impacto Cheias mais

Recentes

João Francisco Alves Silveira

SBB Engenharia Ltda

OS RISCOS NÃO PODEM SER

ELIMINADOS TOTALMENTE, LOGO

TEM DE SER GERENCIADOS

Corps of Civil Engeneers, 1996

ANÁLISE DE RISCO

Riscos Hidrológicos

Riscos Sísmicos

Riscos Estruturais

Barragens

a montante

Própria

Barragem

Riscos Operacionais

ANÁLISE DE RISCO

Avaliação de Risco

Decisão

Supervisão

Atenuação de Risco

Probabilidade do Evento

Ocorrer

Consequências do Evento

Gestão de Risco

Avaliação de Risco

FATORES EMERGENTES

Envelhecimento das barragens.

Alterações hidrológicas e das condições de exploração

Mudanças climáticas globais

Tendência crescente da ocupação dos vales jusante

Sociedades mais litigiosas e exigentes

Intervenção progressiva de seguros

ENVELHECIMENTO BARRAGEM

America’s Ageing Dam Infrastructure

(Percentage of dams over 50 years old)

BARRAGENS EM OPERAÇÃO

QUESTÕES E ASPECTOS

INSTITUCIONAIS E LEGAIS

Classificação do Potencial de Risco.

Critérios para a Avaliação de Risco de

Pequenas Barragens - PHC

PHC I II III

H2.V1/2 < 20 20≤ a <200 ≥200

Vidas Humanas ~ 0 < 10 ≥ 10

Risco

Econômicobaixo moderado

alto a

extremamente

alto

Risco Ambientalbaixo ou

moderadoalto

extremamente

alto

Social

Disruptionbaixo (área rural) regional nacional

A EXPERIÊNCIA AMERICANA

BUREAU RECLAMATION

Supervisiona 350 barragens.

Emprega técnica de avaliação de risco para

priorizar as atividades e aplicações na área de

segurança de barragens;

A EXPERIÊNCIA AMERICANA

FERC - FEDERAL ENERGY

REGULATORY COMMISSION

Controla 2.600 barragens de 800 proprietários

particulares, visando a geração hidrelétrica.

788 (30%) alto potencial de risco

194 (7,5%) risco significativo

RUPTURA DA BARRAGEM DE

FOLSON NOS ESTADOS UNIDOS

A EXPERIÊNCIA AUSTRALIANA

VICTORIAN DEPARTMENT OF NATURAL RESOURCES

AND ENVIROMENT – WATER AGENCIES

Tem aplicado a “Análise de Risco” como elemento chave na

supervisão das condições de segurança de suas barragens.

A “Análise de Risco” deve ser avaliada continuamente, na medida

que informações adicionais são obtidas e as medidas para

atenuação de risco são implementadas.

VICTORIAN GOVERNMENT – OCTOBER 1997

Provisão de fundos para a execução de melhoria nas condições

de segurança de suas barragens.

CONDIÇÃO BÁSICA PARA A LIBERAÇÃO: “Análise de Risco”

realizada para as barragens com alto potencial de risco ou

problemas significativos.

A EXPERIÊNCIA NORUEGUESA

Na Noruega, graças à sua localização geográfica e às suas

características geológicas, é comum a ocorrência de rochas de

boa qualidade e a presença de “till” e morainas glaciais.

LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA DA NORUEGA

A EXPERIÊNCIA NORUEGUESA

Por isso, até 1995, cerca de metade das grandes barragens

norueguesas eram de enrocamento com núcleo de moraina,

totalizando 122 barragens desse tipo.

Esquema Geral de uma seção transversal para uma barragem de

enrocamento com núcleo de moraina.

A EXPERIÊNCIA NORUEGUESA

GELEIRAS – MORAINAS GLACIAIS

A EXPERIÊNCIA NORUEGUESA

Das 122 barragens, 7 apresentaram infiltrações caracterizadas por

aumentos súbitos de vazão até valores de 40 a 200 l/s (2.400 a 12.000

l/s). Os dados mais significativos são apresentados a seguir:

Barragem Término Ano de ocorr. (Vazão (l/s)) Referência

Hyttejuvet 1965 1966(60)Wood et al

(1976)

Viddalvatn 1971 1972(140); 1973(210); 1980(175)Vestad

(1976)

Mysevatn 1973 1974(100)Hoff e Nilsen

(1985)

Songa 19621976(?); 1979(?); 1991(40);

1994(110)Torblaa e Rikartsen

(1997)

Juklavatn Main 19741974(50); 1985(60); 1988(70);

1991(100); 1993(50); 1994(40); 1995(70)

Johansen e Eikevik

(1997)

Juklavatn Sec. 19741982(100); 1983(50); 1984(50); 1985(50); 19889(50); 1991(50)

Johansen e Eikevik

(1997)

Svartdalsvatn 1973 1974(43)Nicolaisen

(1974)

A EXPERIÊNCIA NORUEGUESA

Exemplos de “Piping” na barragem de Juktan.

Barragem de Viddalsvatn – Árvore de

eventos para erosão interna

OCORRÊNCIA DE

INFILTRAÇÃO

SEM

INFILTRAÇÃO

P = 0,1

P = 0,9

EROSÃO DE PÉ

SINKHOLE

GALGAMENTO

AUTO

CICATRIZAÇÃO

SEM AUTO

CICATRIZAÇÃO

P = 0,9

P = 0,1

EROSÃO DE PÉ

P = 0,001

P = 0,999

SEM EROSÃO

P = 0,99

P = 0,01

SEM REBAIXAMENTOP = 0,02

P = 0,98

SEM BRECHA

1,8.10-8

P = 0,99

P = 0,01

REBAIXAMENTO

SEM REBAIXAM

P = 0,5

P = 0,5

INFILTRAÇÃO

SEM CONTROLE

SOB CONTROLE

P = 0,1

P = 0,9

EROSÃO DE PÉ

SEM EROSÃO

P = 0,9

P = 0,1

BRECHA

SEM BRECHA

P = 0,5

P = 0,5

EROSÃO DE PÉ

SEM EROSÃO

P = 0,9

P = 0,1

BRECHA

SEM BRECHA

4,5.10-5

Barragem de Viddalsvatn – Árvore de

eventos para erosão interna1,8.10-8

OCORRÊNCIA DE

INFILTRAÇÃO

SEM

INFILTRAÇÃO

P = 0,1

P = 0,9

EROSÃO DE PÉ

SINKHOLE

GALGAMENTO

SEM

SINKHOLE

COM

SINKHOLE

P = 0,5

P = 0,5

AUTO

CICATRIZAÇÃO

SEM AUTO

CICATRIZAÇÃO

P = 0,9

P = 0,1

EROSÃO DE PÉ

P = 0,001

P = 0,999

SEM EROSÃO

REBAIXAMENTO

P = 0,99

P = 0,01

SEM REBAIXAMENTO

BRECHA

P = 0,02

P = 0,98

SEM BRECHA

1,8.10-8

P = 0,99

P = 0,01

REBAIXAMENTO

SEM REBAIXAM

P = 0,5

P = 0,5

INFILTRAÇÃO

SEM CONTROLE

SOB CONTROLE

P = 0,1

P = 0,9

EROSÃO DE PÉ

SEM EROSÃO

P = 0,9

P = 0,1

BRECHA

SEM BRECHA

P = 0,5

P = 0,5

EROSÃO DE PÉ

SEM EROSÃO

P = 0,9

P = 0,1

BRECHA

SEM BRECHA

4,5.10-5

P = 0,005

P = 0,125

NA > 929

925<NA<929

NA < 925

P = 0,05

SINKHOLE

6 a 10 m

< 6 m

P = 0,9

P = 0,1

DETECTADO

NÃO DETEC.P = 0, 5

RUPTURA1,6.10-5

P = 0,5

REBAIXAMENTO

EROSÃO NÚCLEO

P = 0,5

P = 0,2

RUPTURA

P = 0,15

P = 0,85

SINKHOLE

>5 m

< 5 m

P = 0,9

P = 0,1

DETECTADO

NÃO DETEC.P = 0,5

RUPTURA1,9.10-6

P = 0,5

REBAIXAMENTO

EROSÃO NÚCLEO

P = 0,5

P = 0, 2

P = 0,8

RUPTURA

BAR. RESISTE

3,4.10-6

P = 0,8

BAR. RESISTE

P = 0,8

BAR. RESISTE

BAR. RESISTE

4,5.10-4

Barragem de Viddalsvatn – Árvore de

eventos para erosão interna

INÍCIO DA MIGRAÇÃODE FINOSDO NÚCLEO

SEM PERDA DE FINOS

P = 0,5

5.10-5

EVOLUÇÃO PROGRESSIVA DO PIPING

AUTO-CICATRIZAÇÃO DO PIPING

P = 0,01

P = 0,99

P = 0,01

P = 0,99

INÍCIO DO DESCALÇAM.DO PÉ

CONTENÇÃO DA ESTABILIDADE DO PÉ

P = 0,9

P = 0,1

INFILTRAÇÃO DETECTADA DESCARREGADOR ABERTO (VREB.=1,0 m/dia)

P = 0,8

P = 0,2

ACESSO POR HELICÓPTERO

SEM ACESSO HELICÓPTERO

P = 0,9

P = 0,1

COMPORTAS INOPERÁVEIS(1,0 m/dia)

P = 0,7

BRECHA

SEM BRECHA

P = 0,3

P = 0,4

P = 0,6

BRECHA

SEM BRECHA

P = 0,4

P = 0,6

ACESSO EM ÉPOCA DE VERÃO(~ 8-20 hs)

ACESSO EM ÉPOCA DE INVERNO(~ 24 hs)

P = 0,9

P = 0,1

COMPORTAS OPERÁVEIS(2,8 m/dia)

COMPORTAS INOPERÁVEIS(1,0 m/dia)

P = 0,6

BRECHA

SEM BRECHA

P = 0,4

P = 0,5

P = 0,5

BRECHA

SEM BRECHA

P = 0,9

P = 0,1

COMPORTAS OPERÁVEIS(2,8 m/dia)

COMPORTAS INOPERÁVEIS(1,0 m/dia)

P = 0,5

BRECHA

SEM BRECHA

P = 0,5

P = 0,6

P = 0,4

BRECHA

SEM BRECHA

Barragem de Viddalsvatn – Árvore de

eventos para erosão interna

INÍCIO DO CARREAM.DE FINOSDO NÚCLEO

SEM CARREAMENTO DE FINOS

P = 0,05

P = 0,95

EVOLUÇÃO PROGRESSIVA DO PIPING

AUTO-CICATRIZAÇÃO DO PIPING

P = 0,01

P = 0,99

P = 0,95

P = 0,05

DETECÇÃO DA INFILTRAÇÃO

INFILTRAÇÃO NÃO DETECTADA

P = 0,01

P = 0,99

DESCALÇAMENTO DO PÉ TEM INÍCIO

ESTABILIDADE DO PÉ É ASSEGURADA

P = 0,30

BRECHA

SEM BRECHA

P = 0,70

P = 0,90

P = 0,10

REBAIXAMENTORESERVATÓRIO

SEM REBAIXAMENTOP = 0,05

P = 0,95

DESCALÇAMENTO DO PÉ TEM INÍCIO

ESTABILIDADE DO PÉ É ASSEGURADA

P = 0,30

BRECHA

SEM BRECHA

P = 0,702.10-6

P = 0,05

P = 0,95

DESCALÇAMENTO DO PÉ TEM INÍCIO

ESTABILIDADE DO PÉ É ASSEGURADA

P = 0,30

BRECHA

SEM BRECHA

P = 0,708.10-7

3.10-6

ANÁLISE DE RISCO

PROBABILIDADES ANUAIS DE RUPTURA ESTIMADAS

PARA AS TRÊS BARRAGENS NORUEGUESAS

BarragemHidrologia

(PH)

Sismicidade

(PS)

Erosão Interna

(PE)

Total

(PT)

Viddalsvatn 1,2 . 10-6 1,1 . 10-5 5,5 . 10-4 5,6 . 10-4

Dravladalsvatn 4,0 . 10-4 1,5 . 10-6 5,0 . 10-5 4,5 . 10-4

Svartvatn 1,0 . 10-7 2,0 . 10-7 6,0 . 10-6 6,3 . 10-6

Localização Barragem João Leite

a Montante de Goiânia

ÁRVORE DE EVENTOS-GALGAMENTO

ÁRVORE DE EVENTOS – “PIPING”

ÁRVORE DE EVENTOS – “PIPING” C/S

SUGESTÃO PARA A IMPLEMENTAÇÃO DE

UM PAE – BARRAGEM JOÃO LEITE

BARRAGEM JOÃO LEITE

ESTUDO DA ÁREA DE INUNDAÇÃO –

BARRAGEM JOÃO LEITE

Área de inundação p/ diversos cenários ruptura.

CARACTERIZAÇÃO DAS ZONAS

INUNDÁVEIS Estudo hidrodinâmico da cheia (onda de

inundação)

ÁREA INUNDADA (ESCALA)

ALTURA MÁXIMA (H)

VELOCIDADE MÁXIMA (V)

TEMPO DE CHEGADA DA ONDA

TEMPO DE OCORRÊNCIA DA ALTURA

MÁXIMA

TEMPO PERMANENTE DE ALTURAS

ELEVADAS

PERIGOSIDADE HIDRÁULICA (HxV)

CENÁRIOS DE

RUPTURA

CONDIÇÕES INICIAIS

RESULTADOS

ATENUAÇÃO DE RISCOS

ATENUAÇÃO DE RISCOS ATRAVÉS DE MEDIDAS NÃO

ESTRUTURAIS:

Treinamento das equipes de operação e supervisão da

segurança;

Aprimoramento da manutenção das estruturas e

equipamentos;

Monitoramento do desempenho estrutural;

Modificação operacional do reservatório;

Plano de Ação Emergencial (PAE);

ATENUAÇÃO DE RISCOS

PLANO DE AÇÃO EMERGENCIAL (PAE) DEVE SE

FUNDAMENTAR EM:

Um método de detecção de cheias;

Um processo de tomada rápida de decisão;

Um meio de alerta / notificação entre a equipe deoperação e os organismos públicos de segurança (DefesaCivil);

Organismos oficiais devem se comunicar rapidamentecom a população sob risco e proceder à evacuação daspessoas ameaçadas.

ATENUAÇÃO DE RISCOS

INDICADOR DE BRECHA NA CRISTA DA BARRAGEM

ATENUAÇÃO DE RISCOS

INDICADOR DE BRECHA NA CRISTA DA BARRAGEM

ATENUAÇÃO DE RISCOS

AUTOMAÇÃO DA INSTRUMENTAÇÃO

ATENUAÇÃO DE RISCOS

AUTOMAÇÃO PARCIAL DA INSTRUMENTAÇÃO - ITAIPU

ATENUAÇÃO DE RISCOS

Sistema de Alarme

Acoplado ao Sistema de

Automação

Módulo 1 - QUESTÕES

• A atenuação de risco de uma barragem pode ser assegurada através da supervisão, no sentido de assegurar a identificação de qualquer deterioração da barragem e circunvizinhanças , e de um programa de manutenção das estruturas.

Com isto consegue-se eliminar qualquer situação de risco?

FALSA ou VERDADEIRA?“Dams are considered to be safe if risks are kept under

control through appropriate measures”

Barragem de Megenin – Líbia, construída há cerca 2000 anos.