ITEM BITEM BMedidas de Pressão D’Água Medidas de Pressão D’Água

ITEM BITEM B

IntroduçãoIntrodução

As medidas de nível d’água no lençol, pressão neutra interna do medidas de nível d’água no lençol, pressão neutra interna do solo e pressões em junta são determinados por piezômetros.solo e pressões em junta são determinados por piezômetros.

O termo piezômetro é usado para indicar um dispositivo que é O termo piezômetro é usado para indicar um dispositivo que é selado no interior do subsolo para responder a variação da selado no interior do subsolo para responder a variação da pressão do subsolo ao redor dele e isolado de outros estratos.pressão do subsolo ao redor dele e isolado de outros estratos.

Medidores de nível d’água são utilizados para controle da Medidores de nível d’água são utilizados para controle da estabilidade dos maciços tais como aterro, barragens, túneis, estabilidade dos maciços tais como aterro, barragens, túneis, taludes naturais ou escavações bem como na estabilidade das taludes naturais ou escavações bem como na estabilidade das estruturas de concreto em barragens, radiers, etc. estruturas de concreto em barragens, radiers, etc.

O desenvolvimento contínuo das técnicas de medição têm O desenvolvimento contínuo das técnicas de medição têm ocorrido paralelamente ao progresso da Geotecnia.ocorrido paralelamente ao progresso da Geotecnia.

ITEM BITEM B

Existem duas famílias de piezômetrosExistem duas famílias de piezômetros

A) Piezômetros de tubo abertoA) Piezômetros de tubo aberto

B) Piezômetros de resposta rápida.B) Piezômetros de resposta rápida.

ITEM BITEM B

Croqui de um Piezômetro Croqui de um Piezômetro CasagrandeCasagrande

ITEM BITEM B

Usina Hidrelétrica de Itá Usina Hidrelétrica de Itá Rio Uruguai: Rio Uruguai: Piezômetro de Piezômetro de Casagrande com ManômetroCasagrande com Manômetro

ITEM BITEM B

Vantagens:

Simplicidade para realizar leituras;

Baixo custo;

Montagem facilitada;

Permite verificação do funcionamento;

Permite ensaio de permeabilidade ao longo do tempo.

Desvantagens:

Resposta lenta;

Sujeito a entripamento;

Interferência do tubo vertical com a execução do aterro;

Atrito negativo em aterros de grande altura, requerendo a utilização do tubo de proteção externa com luva telescópica;

Perigo de seccionamento do tubo durante a construção, operação ou quebra do tubo.

Piezômetro CasagrandePiezômetro Casagrande

ITEM BITEM B

Croqui de Medidor de Croqui de Medidor de Nível d´águaNível d´água

ITEM BITEM B

ITEM BITEM B

Croqui de Piezômetro Croqui de Piezômetro PneumáticoPneumático

Painel da LeitoraPainel da Leitora

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Equilíbrio de Pressões no Equilíbrio de Pressões no DiafragmaDiafragma

ITEM BITEM B

Pressão d'água

P0

Diafragma

ManômetroP1

P > P0

Válvula de injeção

Válvula de descarga

Sensor de saída

1

Esquema do piezômetroPneumático

Pressão d'água

P0

Diafragma

Manômetro

P1

P < P0

Válvula de injeção (aberta)

Válvula de descarga (fechada)

Sensor de saída

1

Pressão d'água

P0

Diafragma

ManômetroP1

P = P0

Válvula de injeção (fechada)

Válvula de descarga (aberta)

Sensor de saída

1

a) Pressão atuante no Piezômetro

b) injeção da pressão no equipamento de leitura

c) Leitura da pressão d'água

= Leitura de pressão d'água

Características do Características do Equipamento apresentado Equipamento apresentado pelo IPT.pelo IPT.

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Bentonita + cimento

argila

areia

Tubo pneumático

Piezômetro

Terminal de leitura

Instalação típica.

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Vantagens:

Resposta rápida;

Permite centralização;

Não requer saturação na tubulação (uso de gás nitrogênio).

Desvantagens:

Impossibilidade de deaeração e de leitura de pressão negativa;

Leituras não instantâneas ;

Perda de carga na tubulação (implicando em operação demorada para longa distância);

Pode entrar contaminantes no circuito.

Piezômetro PneumáticoPiezômetro Pneumático

ITEM BITEM B

ITEM BITEM B

ITEM BITEM B

Vantagens:

Tempo de resposta pequeno;

Alta sensibilidade;

Facilidade de centralização;

Unidade de leitura portátil e com memória;

Permite monitoração contínua.

Desvantagens:

Alto custo;

Exige aterramento (está sujeito a descargas atmosféricas).

Piezômetro ElétricoPiezômetro Elétrico

BUREAU - EMBÚDepósito de Materiais Inerte

PIEZÔMETROS ELÉTRICOS

761,0

761,5

762,0

762,5

763,0

763,5

764,0

764,5

765,0

07/03/06 08/03/06 09/03/06 10/03/06 11/03/06 12/03/06 13/03/06 14/03/06 15/03/06 16/03/06 17/03/06 18/03/06 19/03/06

Data

Cot

as P

iezo

mét

ricas

(m

)

761

762

763

764

765

766

767

768

769

PE01-cota piez. PE05 -cota piez. Aterro

ITEM BITEM B

Condução dos cabos Condução dos cabos

ITEM BITEM B

ITEM BITEM B

Piezômetros HidráulicosPiezômetros Hidráulicos

Piezômetros Fibra ÓticaPiezômetros Fibra Ótica

- Utilizado na Barragem Três Marias - CEMIG; Barragem Chavantes - CESP

- Atualmente não está sendo utilizado

- Tendência para futuro

- Brasil: Experimental (COPEL) – PETROBRAS CENPS

- Alto custo

- Sistema de Aquisição

ITEM BITEM B

Sistema de aquisição de dados.

ITEM BITEM BV F T

10-4 cm5/g (cm) (horas)

Tipo Casagrande

c/ bulbo de I = 60 cm, d = 15 cm, 1,5 cm

17650 180 820

c/ 150 m de tubo de 3 mme manômetro Hg de 3mmc/ bulbo (idem)c/ transdutor elétrica na célulapiezométricac/ bulbo (idem)

c/ transdutor e c/ 100 cm3

de ar na célulac/ bulbo (idem)Hidráulico 10 cm x 4,5 cm diâmetroc/150 m de tubo de nylon e manômetroHg 3 mm

Idem

c/ transdutor no lugar domanômetro 7 40 1,5

Piezômetro Hidráulico

35 40 7,3

Elétrico400 180 19

1,6

Elétrico0,05 180 0,002

Piezômetro

Casagrande35 180

Tabela I. (Apud Vaughan, 1973). Os valores apresentados foram calculados para C = 0,05 (95% de equalização) e coeficiente de permeabilidade (K = 10-8 cm/s).

TIME LAG – TEMPO DE RESPOSTA

ITEM BITEM B

ITEM BITEM B

Ho (t=0)

DL

N.A. antes do ensaio

PZ

Exemplo de Dimensionamento:

Trecho de medida abaixo do NA

d

Hi=f(ti)

ITEM BITEM B

Medidas de Vazão Medidas de Vazão

DescriçãoDescrição

As medidas de vazão são realizadas para controle de fluxo. As medidas de vazão são realizadas para controle de fluxo. Em barragens é um instrumento de controle complementarEm barragens é um instrumento de controle complementarao piezômetro, sendo de grande interesse coletar os fluxos ao piezômetro, sendo de grande interesse coletar os fluxos efluente localizado e total.efluente localizado e total.

Em outras estruturas a estabilidade é garantida se a condição Em outras estruturas a estabilidade é garantida se a condição de fluxo for estável, efetuando-se medições em drenos, poços de fluxo for estável, efetuando-se medições em drenos, poços ou canais.ou canais.

Em geral, para fluxos normais é suficiente o uso de vertedores Em geral, para fluxos normais é suficiente o uso de vertedores triangulares (vazões baixas) e vertedores retangulares ou triangulares (vazões baixas) e vertedores retangulares ou trapezoidais.trapezoidais.

A vazão é determinada com a utilização da equação de regime A vazão é determinada com a utilização da equação de regime de escoamento uniforme em condutos livres.de escoamento uniforme em condutos livres.

ITEM BITEM B

Vertedor Triangular

b)Gouley e Crimpb)Gouley e Crimp

Q=1,32.h2,48Q=1,32.h2,48

Sujeito a: Sujeito a: 0,05<h<0,38m,P>3h,b>6h0,05<h<0,38m,P>3h,b>6h

a=90ºa=90º

a)Thomsona)Thomson

Q=1,40.h5/2Q=1,40.h5/2

Sujeito a: 0,05<h<0,38m, Sujeito a: 0,05<h<0,38m, P>3h,b>6hP>3h,b>6h

ITEM BITEM B

Vista do medidor de vazão MV-01 (vazão em 10/01/08 Q = 896,5 l/s) – UHE BARRA GRANDE.

ITEM BITEM B

Modelo 4675LV-Geokon com sistema de flutuador conectado a sensor de corda vibrante.