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DESVIO DO RIO

V- DESVIO DO RIO

Já no anteprojeto da obra, é preciso definir os procedimentos a serem adotados para o desvio do rio para construção da obra, analisando-se criteriosamente todos os aspectos técnicos e financeiros. Os procedimentos a serem adotados para o desvio do rio vão depender:

1- do volume de água do rio e de sua largura; 2- da largura do vale na região do eixo da barragem.

São basicamente três os procedimentos adotados para o desvio do rio: 1- Quando o volume de água não é “grande” e há espaço suficiente

na região do eixo da barragem, o desvio pode ser feito através de uma “tubulação de fundotubulação de fundotubulação de fundotubulação de fundo".

2- Quando o volume de água é “grande” e o rio tem largura suficiente, pode-se adotar o procedimento de construção de “enscecadeirasenscecadeirasenscecadeirasenscecadeiras”. Constrói-se primeiramente uma ensecadeira, entrangulando o rio e orientando-o para posições mais convenientes à construção da obra, no seu próprio leito. Construída a base da barragem dentro da ensecadeira, onde se instalam galerias de concreto na base, fecha-se o outro lado do rio com a construção de uma outra ensecadeira, desviando o volume de água do rio para estas galerias de concreto;

3- Em vales fechados, onde a construção de ensecadeiras não é possível, o rio deve ser desviado através de “canaiscanaiscanaiscanais” ou “túneistúneistúneistúneis” escavados nas ombreiras. Apresenta-se no item V.1 deste capítulo, o desvio do rio através de tubulação de fundo.

Apresenta-se no item V.2 deste capítulo, o desvio do rio através de ensecadeiras. Apresenta-se no item V.3 deste capítulo, o desvio do rio através de canais ou túneis escavados nas ombreiras.

DESVIO DO RIO TUBULAÇÃO DE FUNDO

V.1- DESVIO DO RIO ATRAVÉS DE TUBULAÇÃO DE FUNDO

A tubulação de fundo, em pequenas barragens, tem com função principal:

1- desviar a água do rio, durante a construção da barragem;

2- permitir a passagem de um volume de água calculado em projeto e aprovado pelos órgãos legisladores, que garanta um valor mínimo de vazão para o rio à jusante do aterro, mantendo sua vida, durante e após a construção da barragem;

3- drenar total ou parcialmente o lago após a obra concluída, e atender a alguma necessidade que tenha surgido durante o período de uso, quer seja para manutenção, quer seja para implantação de uma nova utilização para a água do reservatório.

Se possível é bom evitar que a tubulação de fundo trabalhe sob

pressão, como conduto forçado, pois isto facilita a ocorrência de vazamentos na tubulação, o que é indesejável que ocorra na região em que esta instalada, ou seja, dentro do maciço da barragem.

DAEE (2008), recomenda a utilização de um diâmetro de um diâmetro de

0,8m0,8m0,8m0,8m, no mínimono mínimono mínimono mínimo, para a galeria do descarregador de fundo, devido à necessidade de inspeções visuais internas para identificação de possíveis vazamentos ou problemas estruturais e para dar mais segurança ao escoamento das vazões do curso d’água na fase de construção, quando funciona como desvio.

A tubulação de fundo é também conhecida como “extravasor de fundo”,

“dreno de fundo”, “ladrão de fundo”, “desarenador”.

Para sua implantação, em uma cota próxima à superfície do rio, e

paralelamente a ele, prepara-se o terreno da fundação onde vão ser implantadas manilhas de concreto, tubos de PVC, tubos de ferro fundido ou estruturas pré-moldadas de concreto (galerias) de maiores dimensões (para maior volume de água no rio). A tubulação de fundo deve ser instalada na parte de baixo do maciço de terra, bem próximo à parte mais funda da represa, para permitir que, se necessário, toda a água possa ser retirada de dentro do reservatório. A partir de sua instalação, o leito do rio é fechado (geralmente com um aterro), de maneira que toda a água seja desviada para a tubulação de fundo. Dá-se então continuidade a obra, com a limpeza e preparação do leito do rio para receber o corpo da barragem. Dependendo do volume de água armazenada na represa, do volume de água mínimo permanente que deve escoar para jusante e do tempo que se pretende esvaziar o reservatório, caso necessário, pode-se instalar mais de uma tubulação, com registros. Apresenta-se na Figura V.1 a tubulação de fundo implantada durante a construção de uma pequena barragem e na Figura V.1.2 uma vista em planta e uma vista em corte da tubulação de fundo de uma barragem. Na Figura V.1.3 apresentam-se seções transversais de três barragens construídas no Sri Lanka há mais de dois mil anos, onde pode-se observar dispositivos de descarga de fundo.

Figura V.1.1- Tubulação de fundo de uma pequena barragem (in

Morano, 2006).

Figura V.1.2- Vista em planta e corte da tubulação de fundo de uma barragem

(in DAEE, 2008).

Figura V.1.3- Seções Transversais de três barragens antigas(300AC – 250AC –

80AC) no Sri Lanka (in Schnitter, 1994).

O controle da vazão pela da tubulação de fundo pode ser feita através de:

1- Registro à jusanteRegistro à jusanteRegistro à jusanteRegistro à jusante.

Lopes (2005) recomenda que este procedimento seja adotado para lâmina d’água até no máximo três metros, e que a tubulação seja constituída de tubos de PVC corrugados de alta resistência e que a junção entre eles seja feita com anéis de borracha flexível, sob pressão. Recomenda ainda a não utilização de tubulação de PVC com mais de 300mm de diâmetro nominal.

A utilização do registro à jusante tem o inconveniente da tubulação estar constantemente sob pressão, o que no caso de rompimento nas junções ou em qualquer parte da tubulação, pode provocar vazamentos indesejáveis dentro do maciço da barragem.

2- Comporta de ferro fundido ou chapa de aço à montante.Comporta de ferro fundido ou chapa de aço à montante.Comporta de ferro fundido ou chapa de aço à montante.Comporta de ferro fundido ou chapa de aço à montante. Neste caso, a abertura e fechamento da comporta e feito por meio de

volante metálico, instalado acima da superfície d’água do reservatório, devendo estar em local de fácil acesso. A utilização de comporta à jusante tem a vantagem da tubulação de fundo não estar constantemente sendo submetida à pressão d’água em seu interior. 3- MonjeMonjeMonjeMonje É também conhecido como “caixa de nível” ou “cachimbo”, podendo se construído tanto dentro como fora do reservatório. No caso de ser construído dentro do reservatório, além de ter como

função prioritária manter a água do lago na cota N.A.normal, por ocasião das

precipitações, ele auxilia o extravasor de superfície a dar escoamento à vazão de cheia pela tubulação de fundo que sai monje. Na grande maioria das vezes trabalha como canal aberto sem nenhuma pressão sobre suas paredes internas (Morano, 2006). No caso de ser construído fora do reservatório, além de cumprir a função

prioritária que é a de manter a água no lago na cota do N.A.normal, não

necessita de divisão interna, podendo ser construído como uma única caixa, diminuindo dessa forma o custo da obra e facilitando sua manutenção por estar fora d’água, porém, com a desvantagem da tubulação de fundo que chega ao monje trabalhar o tempo todo como canal fechado (Morano, 2006). Apresenta-se na Figura V.1.3 a vista de uma caixa de nível em perspectiva e na Figura V.1.4 uma vista em corte. Apresenta-se na Figura V.1.5 a vista em corte de uma caixa de nível de uma pequena barragem.

O monge pode ser construído em alvenaria ou concreto, e constituí-se de

uma caixa de seção quadrada ou retangular, com uma parede divisória no meio. Em um lado da caixa fica uma abertura por onde entra a água, e do outro lado da caixa fica uma outra abertura, onde esta ligada à tubulação de fundo, que retira a água do reservatório, conduzindo-a a jusante. No meio, entre estas duas aberturas, é por onde se controla o nível d’água do reservatório, através da colocação de pranchões de madeira, que podem ser retirados, ou da construção de uma parede com furos, os quais podem ser tampados ou abertos, para controlar o nível d’água do reservatório. Informações detalhadas da construção da tubulação de fundo e da construção da caixa de nível são apresentadas por Lopes (2006) e Morano (2005). Apresenta-se na Tabela V.1.1 a relação entre diâmetro de tubos de concreto e vazão máxima, para tubos assentados com uma declividade de 1%. Apresenta-se na Tabela V.1.2, a capacidade de vazão de tubos circulares de concreto, para tubos assentados com declividade ≥ 2%.

Apresenta-se na Figura V.1.6 a galeria de fundo em concreto, utilizada para o desvio do rio durante a construção da barragem.

Apresenta-se na Figura V.1.7 uma galeria de fundo em concreto utilizada

para manter a vazão mínima estabelecida para a continuidade do rio à jusante

Apresenta-se na Figura V.1.8 um vertedouro tipo tulipa, que permite o controle do nível d’água no reservatório e mantém a vazão mínima estabelecida para o rio à jusante. Tabela V.1.1- Relação entre diâmetro do tubo e vazão máxima, para tubos de concreto assentados com uma declividade de 1%, conforme fórmulas de Manning (in Agrodata, 2008).

DIÂMETRODIÂMETRODIÂMETRODIÂMETRO (em centímetros)

VAZÃO MÁXIMAVAZÃO MÁXIMAVAZÃO MÁXIMAVAZÃO MÁXIMA (em litros/segundo)

30 87

40 181

50 327

60 550

70 802

80 1.150

90 1.620

100 2.080

120 3.490

150 6.330

Tabela V.1.2- Capacidade de vazão de tubos circulares de concreto – Declividade i ≥ 2% - (Eletrobrás, 1982).

Figura V.1.3- Monge equipado com tubos de PVC: vista em perspectiva (in

Lopes, 2005).

Figura V.1.4- Monge equipado com tubos de PVC: vista em corte (in Lopes,

2005).

Figura V.1.5- Vista em corte de um descarregador de fundo de uma pequena

barragem (in DAEE, 2008).

Figura V.1.6- Galeria de fundo para desvio do rio e garantia de vazão mínima

para o rio a jusante, após a construção da barragem.

Figura V.1.7- Galeria de fundo em concreto.

Figura V.1.8- Vertedouro tipo tulipa.

Usina Hidrelétrica Mauá – Paraná

Desvio do rio foi feito por baixo da barragem por meio de dois condutos que serão fechados após a conclusão da obra

Execução de galeria de desvio – Dique 19B (UHE – Belo Monte

JOSÉ BOITEUX – SC – PROTEÇÃO DO EXTRAVASOR

UHE PINALITO

DESVIO DO RIO ENSECADEIRAS

V.2- DESVIO DO RIO ATRAVÉS DE ENSECADEIRAS As ensecadeiras são construídas com material lançado dentro do rio, Figura V.2.1, com o objetivo de formar uma barreira parcial ao fluxo d’água, transferindo-o e estrangulando-o, para a parte onde não foi construída a ensecadeira. Desta maneira, na parte onde foi construída a ensecadeira, procede-se ao esgotamento da água que ficou em seu interior, para que parte da barragem seja construída, Figura V.2.2.

Figura V.2.1- Construção de ensecadeira – Barragem Flor do Sertão. A definição de como construir a ensecadeira, deve ser criteriosamente definida, pois a mesma vai ser implantada, com as águas do rio em movimento. São construídas utilizando-se materiais de diversas granulometrias, desde grandes pedaços de rocha até argila.

Apresenta-se na Figura V.2.3, sugestões para construção de uma ensecadeira de até 5 m de altura (Eletrobrás, 1982). Apresenta-se na Figura V.2.4, seção esquemática da ensecadeira da Barragem de Itaipu.

Figura V.2.2- Ensecadeira já construída – Barragem Flor do Sertão.

Geralmente são construídas duas ensecadeiras, primeiro uma e depois a outra, podendo ser em número maior, dependendo da largura do rio. Na construção do maciço da barragem no interior da primeira ensecadeira, quando não houver estrutura de concreto nesta parte, uma galeria ou tubulação de concreto deverá ser construída, com dimensões tais que permita que, quando o outro lado do rio for fechado para a continuidade da obra, toda a água do rio seja desviada para dentro desta galeria, que a conduz de volta ao leito do rio, à jusante da obra. Quando houver uma estrutura de concreto na barragem, na base desta estrutura são construídas as galerias de maneira que o rio possa ser desviado por ali. Após a conclusão da obra, estas galerias são fechadas, para que se proceda ao enchimento do reservatório.

Nas Figuras V.2.5 a V.2.8, são apresentadas esquemas, em planta, da implantação de uma ensecadeira. Na Figura V.2.9 é apresentada a foto do desvio do rio pelo fundo da primeira ensecadeira. Nas Figuras V.2.10 a V.2.25, são apresentadas fotos de ensecadeiras de algumas barragens.

Figura V.2.3- Ensecadeira – Transição (mistura de britas1, 2 e 3) – Vedação (material argiloso) – Proteção (enrocamento) (Eletrobrás, 1982)

Figura V.2.4- Seção esquemática da ensecadeira da Barragem de Itaipu (in Gaioto, 2003).

Figura V.2.5- Construção da primeira ensecadeira (Eletrobrás, 1982).

Figura V.2.6- Construção da Galeria de Fundo e construção da primeira parte do aterro (Eletrobrás, 1982).

Figura V.2.7- Desvio do rio pela galeria e construção da segunda ensecadeira

(Eletrobrás, 1982).

Figura V.2.8- Desvio pelo fundo da estrutura de concreto para vertedouro e/ou casa de máquinas (Eletrobrás).

Figura V.2.9- Desvio do rio pelo fundo da estrutura de concreto, construída dentro da primeira ensecadeira (Barragem Flor do Sertão).

Figura V.2.10- Primeira ensecadeira – Barragem Flor do Sertão.

Figura V.2.11- Primeira ensecadeira – Barragem Flor do Sertão.

Figura V.2.12- Estrutura de desvio pela base. Barragem Flor do Sertão.

Figura V.2.13- Estrutura de desvio pela base - Barragem Flor do Sertão.

Figura V.2.14- Desvio do rio pela base. Barragem Flor do Sertão.

Figura V.2.15- Ensecadeira construída para reforma de PCH.

Figura V.2.16- Ensecadeira construída para reforma de PCH.

Figura V.2.17- Ensecadeira - Usina Hidrelétrica de Taquaruçú.

Figura V.2.18- Ensecadeira – Usina Hidrelétrica Porto Primavera.

Figura V.2.19- Ensecadeira – Usina Hidrelétrica Tucuruí.

Figura V.2.20- Ensecadeira – Usina Hidrelétrica Tucuruí.

Figura V.2.21- Ensecadeira.

Figura V.2.22- Fechamento de ensecadeira.

Figura V.2.23- Construção de ensecadeira – Itaipu.

Figura V.2.24- Ensecadeira.

Figura V.2.25- Ensecadeira.

Figura V.2.26- Ensecadeira – Usina Hidrelétrica Tucuruí.

Leito do rio dentro da ensecadeira – PCH Zé Fernando

UHE BARRA GRANDE

UHE BARRA GRANDE – DETALHE DO FECHAMENTO DO RIO

UHE CAMPOS N OVOS

UHE SERRA DA MESA – ENSECADEIRAS E TÚNEL DE DESVIO

ESQUEMA DE DESVIO POR TÚNEIS – UHE BARRA GRANDE

UHE MACHADINHO – SEGUNDA ETAPA DE DESVIO

LEITO DO RIO

DESVIO DO RIO

CANAIS

V.3- DESVIO DO RIO ATRAVÉS DE CANAIS

Em vales fechados, onde não é possível o desvio através de tubulação de fundo ou ensecadeiras, o rio deve ser desviado através de canais ou túneis escavados nas ombreiras. Estes processos podem ter custos bastante elevados e deve-se procurar otimizar todos os procedimentos, como utilização do material escavado na construção da barragem, compatibilidade da altura das ensecadeiras com as seções hidráulicas de desvio, etc. Apresentam-se nas Figuras V.3.1 a V.3.6, o canal de desvio de Barragens. Apresenta-se na Figura V.3.7 o túnel de desvio de uma barragem.

Figura V.3.1- Canal de desvio da Barragem de Itaipu.

Figura V.3.2- Canal de desvio da Barragem de Itaipu.

Figura V.3.3- Canal de desvio da Barragem de Itaipu.

Figura V.3.4- Canal de desvio da Barragem de Itaipu.

Figura V.3.5- Canal de desvio da Barragem de Itaipu.

Figura V.3.6- Itaipú – Vista Geral

UHE Santo Antônio, no rio Madeira, em Porto Velho (RO).

DESVIO DO RIO

TÚNEIS

V.3- DESVIO DO RIO ATRAVÉS DE TÚNEIS

ROCHA,2006

UHE MAUÁ – ROCHA 2006

UHE BARRA GRANDE – ROCHA 2006

ROCHA 2006

UHE CAMPOS NOVOS – DESCIDA DA COMPORTA CORTA FLUXO POR MEIO DE GUINDASTE

UHE CAMPOS NOVOS – DESCIDA DA COMPORTA GAVETA POR MEIO DE GUINDASTE