engenharia civil - barragens

Quanto ao material utilizado

As barragens são separadas em dois tipos principais pela escolha de material usada para sua construção:

Enrrocamento (diques)

Ex. 

Barragens de betão.

Ex.

1. As barragens de enrrocamento (diques) são feitas de material não orgânico escavados da superfície do local onde será construída a barragem. São subdivididas em barragens de terra e de enrrocamento (partículas de maior dimensão), embora muitas barragens de enrrocamento contenham ambos os tipos. Podem ser feitas subdivisões adicionais, de acordo com o material usado, quanto ao elemento impermeável, por exemplo núcleo central da argila, núcleo inclinando-se da argila ou membrana de asfalto ou reforço de betão. 

2. As barragens do betão são feitas de betão cuidadosamente seleccionado. São subdivididas de acordo com seu mecanismo de estabilidade.

(a)   Barragens por gravidade: estas são os mais simples porque confiam na força gravitacional para opor o momento virador causado pela pressão da água do reservatório. Há também barragens ocas por gravidade, estas requerem menos betão e consequentemente menos custos para a construir. As exigências da fundação são mais críticas. As barragens de contrafortes requerem também mais menos betão do que

barragens da gravidade. Os contrafortes suportam a carga do reservatório.

(b)   Barragens em arco: estes podem ser construídos todo num só arco grande, medindo os lados do vale e confiando neles para carregar as pressões muito grandes causadas pela pressão da água do reservatório. Este tipo é o mais sofisticado de barragens.

(c)   Barragens em arco-gravidade: este tipo de barragem utiliza uma combinação dos dois tipos anteriormente apresentados (gravidade e em arco)

Quanto à geometria

Existem três grandes tipos de barragens quanto à sua geometria, barragens por gravidade, arco e em arco-gravidade.

    Normalmente considera-se vários tipos de barragens como sendo tipos independentes, mas no entanto agrupam-se num, como por exemplo terra e enrrocamento, estes dois tipos agrupam-se no “grande” tipo das barragens por gravidade.

Aqui assume-se que esses tipos acabam por ser “independentes” devido ao tipo de material utilizado e geometria de construção. Assim aparecem variados tipos, Arco, Gravidade, Terra, Enrrocamento, Arco-gravidade, etc, consoante as características do terreno onde é construída a barragem e assim se opta pelo melhor compromisso de conjugação dos vários tipos.

     De seguida são apresentados os principais tipos de barragens em mais pormenor.      

                 - Tiram proveito da propriedade de as estruturas em arco resistirem com facilidade a cargas uniformemente distribuídas sobre seu dorso, transmitindo-as para as suas ombreiras. Nessas condições, as forças decorrentes do impulso hidrostático são transferidas para as margens e fundo do rio. Dai, para a sua construção, ser necessárias condições naturais especiais, ou sejam: margens altas constituídas por rocha resistente e sã, fundo do rio igualmente em rocha resistente e sã. A relação entre a largura do rio no local e a altura da barragem não pode ser maior que 3 a 4. Dadas as suas pequenas secções transversais, empregam pouco material, de forma que seu peso desempenha papel secundário no equilíbrio estático. Podem ser construídas em betão e/ou betão armado.

As figuras seguintes exemplificam este tipo de barragens,

Corte de uma barragem em arco

 Panorâmica de uma barragem em arco

Planta de uma barragem em arco

Método de transmissão de forças às fundações de uma barragem em arco

            - São aquelas em que o equilíbrio estático da construção, sob a acção das forças externas (impulso hidrostático), realiza-se pelo próprio peso da estrutura, com o auxilio eventual da componente vertical do impulso que atua sobre seus paramentos. A resultante de todas as forças actuantes é transmitida, através de sua base, ao solo do leito do rio sobre o qual se apoia.

   Os seguintes tipos podem ser considerados neste grupo: barragens maciças; barragens aliviadas a contrafortes e barragens de placas planas ou em arco. Podem ser executadas com os seguintes materiais: alvenaria de pedra, betão ciclopico e betão armado. Incluem-se nesse grupo também as barragens de terra e enrrocamento (pedras soltas).  

As figuras seguintes exemplificam este tipo de barragens,

Corte de uma barragem por gravidade

Panorâmica de uma Barragem por gravidade

Planta de uma barragem por gravidade

Método de transmissão de forças às fundações de uma barragem por gravidade

                - São barragens que tem a sua planimetria em forma de arco mas que, por outro lado, funcionam num misto de barragens em arco e por gravidade. As suas secções transversais apresentam-se bem mais espessas que as das barragens em arco, porem mais esbeltas que as das barragens a gravidade. São menos exigentes quanto ao substracto da sua construção e construídas em betão ciclopico.  

As figuras seguintes exemplificam este tipo de barragens,

Corte de uma barragem em arco-gravidade

Panorâmica de uma barragem em arco-gravidade

Planta de uma barragem em arco-gravidade

Método de transmissão de forças às fundações de uma barragem em arco-gravidade

Fotos ilustrativas do processo de construção de uma barragem de arco abóbada.

Esquemas de cofragens

Fotos ilustrativas do processo de construção de uma barragem por gravidade

Esquemas de cofragens

Imagens várias de processos de construção

A barragem do Alqueva provocará o maior lago artificial da Europa, com áreas inundadas até Espanha, mais de 1100 kms de margens (o litoral da costa portuguesa tem cerca de 800 kms de margens). Serão

errigados mais de 110 000 ha de terras

Serão gastos mais de 1 milhão de metros cúbicos de betão, estão envolvidos mais de 1100 trabalhadores só na construção da

barragem. 

Com esta construção será necessário que se construa uma aldeia nova para alojar os habitantes da aldeia da Luz que ficará

submergida. Num total de 368 pessoas e 209 habitações. Serão reabilitados e construídos novas vias viárias num total de 134 kms, 2

pontes, uma com 365 m (sobre o rio Degebe) e outra com 290m (sobre a ribeira de Amieira)

Características  

Barragem Descarregador

Distrito Beja Tipo de Descarregador

Controlado

Rio Guadiana Nº e tipo de comportas  

Bacia Hidrográfica

Guadiana Capacidade de descarga max. (m3/s)

6300

Finalidade Rega; Abastecimento de água; Hidroeléctrica Regularização de caudais.

Albufeira

Ano  em construção Área (ha) 25 000 

Tipo Arco Abóbada Capacidade (hm3) 4150

Fundações      

Altura (m) 96 Entidades

Comprimento coroamento (m)

458 Proprietário   EDIA

Volume (m3)   Projecto  

  Construção  

        Para que uma barragem esteja em segurança há que ter em conta diversos aspecto. Ainda na fase de projecto temos que ter em conta o Regulamento de segurança em barragem (RSB) (contido neste

trabalho)para uma boa execução de projecto. Há ainda a Portaria nº346/93 que não é mais que as “normas de projecto de barragens” e a portaria nº847/93 que é “as normas de observação e inspecção de barragens. (ambas contidas neste trabalho).

Aqui apresenta-se uma forma de calcular as forças que actuam sobre uma barragem, além do próprio peso.

A barragem terá sempre que ter um acompanhamento permanente do seu estado. Este acompanhamento faz-se com observação dos processos construtivos, e depois de entrar ao serviço, com observações do seu comportamento ao longo do tempo. Este tipo de trabalho é muito importante visto estar a precaver situações de verdadeira catástrofe.

Essas observações consistem em leituras "topográficas" e de deflectometros do coroamento, ver se há movimentos, leituras no interior da própria barragem e no exterior com pontos relacionados.

Lendo os movimentos do coroamento da barragem

Lendo os movimentos através de prumos instalados no interior e a toda a altura da barragem

Diagrama de esforços de uma barragem em arco

Forças Sobre Barragens

       A água permanece numa altura H atrás da face vertical (montante) de uma barragem (Fig. 1), onde exerce uma certa força horizontal resultante, tendendo a fazê-la escorregar ao longo de suas fundações, e também um momento que tende a girá-la em torno do

ponto O.       Essa força horizontal pode ser calculada por:

L é largura da barragem.

sendo a densidade do agua e g a gravidade. 

Fig. 1 Forças sobre uma barragem. 

        A pressão atmosférica pode ser omitida, pois também atua contra a outra face da barragem. A força sobre a faixa sombreada é

          A força total é

        O momento da força em relação a um eixo passando por é

sendo o total dado por

        Se fosse a altura acima de na qual a força total devesse ser aplicada para produzir este Momento, então,

                                                                   Assim, a linha de acção da força resultante está a 1/3 da

profundidade acima de , ou a 2/3 da profundidade abaixo da superfície da água.