seguranÇa de barragens -...

SEGURANÇA DE BARRAGENS

ADEMAR SÉRGIO FIORINI

OBJETIVO

Apresentar uma abordagem sobre asmelhores práticas brasileiras de projeto,melhores práticas brasileiras de projeto,construção e manutenção visando aoperação segura e a segurança estruturaldas obras civis e do reservatório


É uma preocupação permanente, tanto porsua importânciaimportância econômicaeconômica específicacomo pelo riscorisco potencialpotencial que representa acomo pelo riscorisco potencialpotencial que representa apossibilidade de ruptura ou outro acidentegrave, em termos de vidasvidas humanashumanas,impacto ao meiomeio ambienteambiente, prejuízosmateriais e os reflexos econômico-financeiros.

“As soluções de engenharia devem ser confiáveis, seguras e comprovadas pela

experiência e não indevidamente arrojadas ou complicadas.”

“Considerações de custo não deverão ter prioridade sobre aspectos de segurança e

de confiabilidade.”

RECENTES DESASTRES BRASILEIROS

• CAMARÁ 17/06/2004 Fundação

• APERTADINHO 09/01/2008 Piping?

• ESPORA 30/01/2008 Galgamento?

• FUNDÃO, Mariana 05/11/2015 ?

PRINCIPAIS CAUSAS DE RUPTURA DE BARRAGENS

ICOLD 1986 – 17.400 BARRAGENS

180 RUPTURAS – 50 NOS ÚLTIMOS 30 ANOS

48 de terra ou enrocamento

2 de concreto 2 de concreto

• GALGAMENTO – 60% causas hidrológicas ou operacionais

• PIPING – 30%

• OUTRAS – 10 % (fundações, terremotos, estruturais, etc.)

Conceitos

Auscultação : É o conjunto de métodos de observação docomportamento de uma determinada obra de engenharia, com oobjetivo de controlar as suas condições de segurança, comprovara validade das hipóteses e dos métodos de cálculo utilizados noprojeto, verificar a necessidade da utilização de medidascorretivas, fornecer subsídios para a elaboração de novos critérioscorretivas, fornecer subsídios para a elaboração de novos critériosde projeto, etc.

Instrumentação : Refere-se ao conjunto de dispositivosinstalados nas estruturas e em suas fundações objetivandomonitorar seu desempenho através de medições de parâmetros,cujos resultados, devidamente analisados e interpretados,servirão para avaliar suas condições de segurança.

Conceitos

Segurança : capacidade da barragem de satisfazer asexigências de comportamento necessárias para evitarincidentes e acidentes relacionados a aspectos estruturais,econômicos, ambientais e sociais.

Periculosidade : uma situação com potencial para causarmorte ou danos físicos a pessoas e/ou danos à propriedade.

Risco: a probabilidade que um evento indesejávelespecificado ou uma situação de perigo aconteça dentro deum dado intervalo de tempo.

Segurança de Barragens

Segurança nas diversas fases da barragem

A segurança da barragem deve ser perseguida desde o início doprojeto, durante sua construção e finalmente durante aoperação.

ProjetoProjetoA boa concepção geral do projeto, o arranjo e odimensionamento adequado das estruturas são fundamentaispara o sucesso do empreendimento, pois erros ou estudos elevantamentos insuficientes podem levar a conseqüênciasgraves posteriores.

O projeto deve ser cuidadoso e realizado por profissionaisexperientes de acordo com o estado da arte; inovações esoluções avançadas exigem estudos aprofundados e completos.

Segurança de Barragens

Construção

A construção deve obedecer fielmente ao projeto e seguir asnormas e especificações. As eventuais alterações de projetodevem ser aprovadas pelo projetista e registradas nosdesenhos e documentos “como construído”. Nesta fase é dedesenhos e documentos “como construído”. Nesta fase é defundamental importância o controle da qualidade dosmateriais e uma fiscalização atenta para que sejam seguidosà risca os documentos de projeto (normas, especificações edesenhos construtivos).

Auscultação e Segurança

Primeiro enchimento e operação

O primeiro enchimento do reservatório é a fase maisdelicada para a barragem; de fato, de acordo com asestatísticas dos acidentes, a maioria dos problemas ocorremestatísticas dos acidentes, a maioria dos problemas ocorremdurante o enchimento do reservatório e o primeiro anosubsequente. Isto é bastante óbvio pois qualquer falhaestrutural ou de estanqueidade existente se manifesta comos primeiros carregamentos e percolações.

Com o passar dos anos as barragens sofrem fenômenos dedeterioração e enfraquecimento, os quais devem serdetectados e submetidos a medidas de recuperação.


As providências para a prevenção de acidentes e atenuação deseus efeitos são basicamente as seguintes:

– um plano de auscultação bem programado através dainstalação de instrumentação suficiente, lida e interpretadaadequadamente, com freqüência apropriada e acompanhadade inspeções in situ;

– medidas de manutenção e reparo rotineiros oriundos dasrecomendações dos relatórios de inspeção, dos resultadosda auscultação e dos consultores;

– planos de emergência para lidar com as situações quepossam causar graves danos econômicos ou perigo para avida humana. Esses planos devem indicar as providênciaspara evitar ou atenuar suas conseqüências.

Planos de Ação de Emergência

Preparar Planos de Ação de Emergência resulta numa série devantagens:

– ter uma avaliação das condições das estruturas, de seuspontos fracos e dos riscos envolvidos;

– minimizar os riscos através da implementação das– minimizar os riscos através da implementação dasmedidas necessárias para prevenção e mitigaçãodetectados pela auscultação e pela manutenção;

– minimizar os prêmios de seguro;

– tranqüilizar a população sujeita aos riscos;

– evitar ações civis e penais na eventualidade de eventoscom efeitos danosos.

PARA A SEGURANÇA DE UMA BARRAGEM É FUNDAMENTAL:

• Um bom Projeto

• Um bom Controle de Qualidade da

• Uma boa Operação

• Um bom Controle de Qualidade da Construção

• Uma boa Manutenção

BOAS PRÁTICAS DE PROJETOCOM VISTAS ÀCOM VISTAS À


PRINCIPAIS ASPECTOS A SEREM CONSIDERADOS NO PROJETO

- Características Geotécnicas e geológicas

- Materiais para Construção- Investigações e Ensaios de Campo- Estudos Hidrológicos e Hidráulicos- Estudos Hidrológicos e Hidráulicos- Determinação da Enchente Máxima de Projeto- Estudos de Sedimentação- Estudos de Estabilidade- Tratamentos das fundações e do concreto- O Sistema de Auscultação

DEFINIÇÃO DE CRITÉRIOS GERAIS E ESPECÍFICOS DE PROJETO

Devem ser estabelecidos os seguintes parâmetros:

- Fatores de segurança a serem atendidos no - Fatores de segurança a serem atendidos no dimensionamento;- Propriedades dos materiais de fundação, do concreto e do aço a ser utilizado;- Cargas de Projeto e Condições de carregamento

COMO FAZER PARA CONSIDERAR ISSO CONSIDERAR ISSO

TUDO???

A Eletrobras, com apoio do CBDB - Comitê Brasileiro

de Barragens, consolidou no documento “Critérios“Critérios

dede ProjetoProjeto CivilCivil dede UsinasUsinas Hidrelétricas”,Hidrelétricas”, a

experiência das concessionárias de energia elétrica

federais e estaduais, elaborado nos moldes daquele

produzido pelo Bureau of Reclamation - USBR, pelas

concessionárias e por diversas projetistas.

Publicado em Outubro/03, e distribuído durante o XXV SNGB, em Salvador - BA.

Uniformizar e definir os critérios utilizados no desenvolvimento de

Objetivo dos Critérios

utilizados no desenvolvimento de projetos em nível de Viabilidade,

Básico e Executivo de Usinas Hidrelétricas.

Trata-se de um documento de orientação ao estabelecimento do orientação ao estabelecimento do

projeto com adequadas condições de qualidade técnica, segurança e custo.

Na primeira fase (emissão de primeira minuta):

Participantes

• Técnicos da ELETROBRÁS

• Concessionárias de energia elétrica: CHESF, ELETRONORTE, FURNAS, CEMIG, COPEL e ITAIPU

• Representantes do CBDB e do LACTEC/CEHPAR

Para consolidação do documento final:

Participantes

Análise e comentários dos trabalhos, por parte dos seguintes consultores independentes:dos seguintes consultores independentes:

• João Francisco Alves Silveira

• Nelson L. de Sousa Pinto

• Sérgio N. A. de Brito

• Walton Pacelli de Andrade

• Padrões;

Conteúdo

• Métodos de análise estrutural e hidráulica;

• Hipóteses de cargas;• Tensões admissíveis;• Tensões admissíveis;

• Tipos de materiais;

• Juntas e condições de suas utilizações;

• Hipóteses de projeto;

• Auscultação e instrumentação;

• Outros dados e procedimentos gerais.

• Obras de desvio do rio;

Elementos de projeto:

• Reservatório;

• Barragens de concreto, terra e enrocamento e diques ;

• Tomada de água;• Tomada de água;

• Condutos forçados e túneis;

• Chaminé de equilíbrio;

• Casa de força e estruturas associadas;

• Canais de adução e de fuga;

• Vertedouro, calha e bacia de dissipação;

• Muros de arrimo.

• Critérios de projeto de instrumentação;

Capítulo 14 - Auscultação e instrumentação das obras civis

• Fases para elaboração de projetos de instrumentação;instrumentação;

• Critérios para o estabelecimento de valores de controle para instrumentação;

• Critérios de operação, processamento e análise de dados;

• Inspeções visuais “In Situ”.

ÍNDICE

AUSCULTAÇÃO E SEGURANÇASEGURANÇA

DE BARRAGENS

MANUAIS DE PROJETO / CONSTRUÇÃO / AVALIAÇÃO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

Guia Básico de Segurança de Barragens, CBDB - Núcleo Regional de São Paulo, 1996;

Bibliografia Recomendada

II Simpósio sobre instrumentação de barragens - Vol. 1

“Auscultação e instrumentação de


instrumentação de barragens no Brasil”

CBDB, agosto/1996;

ÍNDICE


ÍNDICE


O plano de auscultação da barragem deve prever todas as fasesda vida da barragem e todas as atividades a serem realizadas:

– projeto da instrumentação a ser instalada que incluidesde o arranjo até as especificações da instalação;

– definição dos valores de controle para todos osinstrumentos instalados e para as diversas fases;

– plano de operação da instrumentação incluindo asfreqüências das leituras nas diversas fases de vidada obra e durante possíveis eventos excepcionais;

– plano de observações visuais e inspeções in situ;

– plano de análise e interpretação do comportamento da obra com base nos resultados da instrumentação e das inspeções visuais.

Auscultação e SegurançaA instrumentação tem diversas limitações :

- a instrumentação cobre somente um número limitadode blocos e regiões;

- a instrumentação pode ser danificada, pode falhar oucomeçar a funcionar precariamente com oenvelhecimento, fornecendo resultados errados;

- muitas vezes a ocorrência de uma anomalia não podeser detectada porque a instrumentação não temser detectada porque a instrumentação não temsensibilidade suficiente ou não foi instalada no lugaradequado;

- muitos relatos de acidente afirmam que o problema nãofoi detectado pela instrumentação e que o alarme foidado pela observação visual;

- dificilmente a instrumentação detecta fenômenosinesperados não previstos na fase de projeto.

Instrumentação - Quantidade

A quantidade de instrumentos de auscultação a ser instalado emuma barragem está condicionada principalmente aos seguintesaspectos básicos: comprimento da barragem, altura máxima,características geológicas da fundação, características dosmateriais utilizados no corpo da barragem, e etapas construtivas.

É portanto inviável o estabelecimento de regras pré-determinadasÉ portanto inviável o estabelecimento de regras pré-determinadasdefinindo a quantidade de instrumentos a serem instalados emuma barragem, devendo-se contemplar e atender à estes várioscondicionantes locais.

Os blocos de concreto de uma barragem com 50m de altura,receberão uma quantidade de instrumentos de auscultação beminferior ao de uma barragem de mesmo tipo com 150m de alturamáxima.

Instrumentação - Quantidade

Para barragens pequenas e com nível de risco baixo a instrumentação estritamente necessária ou indispensável se resume normalmente a:

- Alguns piezômetros- Alguns piezômetros- Marcos topográficos de referência de nível- Medidores de vazão

Com esta instrumentação, instalada em pontosestratégicos, peculiares de cada barragem, é possívelverificar a ocorrência de anomalias.

Inspeções Visuais

As inspeções visuais são fundamentais no plano deauscultação e são de vários tipos e freqüência:

– inspeções rotineiras , efetuadas pela equipe de leiturada instrumentação, que além de realizar as leituras deverelatar qualquer anomalia observada;

– inspeção periódica (trimestral ou semestral) efetuada– inspeção periódica (trimestral ou semestral) efetuadapor engenheiro experiente;

– inspeção de supervisão , realizadas por um painel deconsultores, cada 3 a 5 anos ou quando eventosespeciais requeiram uma analise cuidadosa da Obra;

– inspeções extraordinárias quando da ocorrência de umfato excepcional como uma enchente, um terremoto ouum comportamento anormal.

Inspeções Visuais

Para aprimorar a eficiência das inspeções é preciso que sejamefetuadas por pessoal técnico experiente, bem treinado,conhecedor dos fenômenos e do comportamento da barragem,familiarizado com as singularidades e os detalhes importantesda Obra.

As inspeções devem ser orientadas para verificar os tópicosAs inspeções devem ser orientadas para verificar os tópicoscríticos e vitais da Obra e neste sentido é importante autilização de lista de itens de verificação.

Os resultados das inspeções devem ser registrados emrelatórios periódicos, documentados com fotos, desenhos egráficos, de maneira que possam ser efetuadas comparações àdistâncias de anos, permitindo verificar lentas modificações nocomportamento da barragem.


Exemplo de um caso em que a instrumentação necessitado auxílio da observação visual:

Um medidor de vazão, que concentra as infiltrações de diversosblocos, mostra um pequeno aumento, situado dentro devalores admissíveis;

- se este incremento for devido a uma infiltração uniforme ele é- se este incremento for devido a uma infiltração uniforme ele éaceitável e não existe problema;

- por outro lado se for causado por uma vazão concentradaatravés de uma fenda ou junta aberta, pode indicar um perigopara a barragem.

Isto pode ser verificado somente por uma inspeção no local


Uma avaliação completa e aprofundada da segurança, de acordo com o U.S. Bureau of Reclamation, passa pelas seguintes fases:

� análise do projeto e seus critérios;� revisão dos registros da construção, controle da qualidade e � revisão dos registros da construção, controle da qualidade e

desenhos como construído;� exame do histórico operacional inclusive dos registros da

instrumentação;� vistoria do comportamento e condições existentes;� realização das análises técnicas necessárias;� elaboração de relatório, com conclusões e recomendações.

Análise de RiscoAnálise de Risco

Análise de Risco

Os procedimentos para esta análise seguem basicamenteestas etapas:

- Revisão dos critérios e detalhes de projeto, dos tratamentosde fundação e principais intervenções efetuadas;

- Revisão do comportamento real de casos históricossemelhantes;

- Inspeção de campo e revisão dos dados;- Estabelecimento dos cenários de ruptura ou acidentes;- Construção da árvore de eventos;- Estimativa das probabilidades de ocorrência dos eventos;- Avaliação e revisão dos resultados;- Documentação e consolidação dos resultados.

SEGURANÇA – Análises de Risco

• ESTUDAR O SISTEMA

• DECOMPÔ-LO EM ELEMENTOS CHAVES

• ANALISAR OS MODOS DE FALHA DOS • ANALISAR OS MODOS DE FALHA DOS ELEMENTOS

• AVALIAR O EFEITO DIRETO DAS FALHAS E CONSEQÜÊNCIAS OPERACIONAIS

• ATRIBUIR PROBABILIDADES

• REAGIR ÀS CONCLUSÕES

Análise de Risco

A análise de risco é também uma ferramenta útil para avaliar osriscos relacionados às diversas fases de vida de uma barragem.

A definição de todos os riscos envolvidos não é fácil e imediata,com exceção dos riscos mais óbvios, decorrentes dos casos maisfreqüentes de ruína de barragem, presentes nas estatísticas.freqüentes de ruína de barragem, presentes nas estatísticas.

Um grande mérito implícito neste método é que para suaaplicação é preciso analisar todas as possibilidades deocorrências perigosas para a estrutura e desta forma é possíveldetectar seus possíveis pontos fracos.

PRINCIPAL LIMITAÇÃO DAS ANÁLISES DE RISCO

A pouca compreensão por parte dos engenheirosdos modos de falha das estruturas, ou seja dosdos modos de falha das estruturas, ou seja dos

MECANISMOS DA RUPTURA

Des Hartford, 1999

Classificação das Barragens

TABELA 1.1CLASSIFICAÇÃO DA CONSEQUÊNCIA DE RUPTURA DE

BARRAGENSPOTENCIAL CONSEQUÊNCIA INCREMENTAL DA RUPTURA

CONSEQUÊNCIA DE RUPTURA

PERDA DE VIDAS

ECONÔMICO, SOCIAL E DE RUPTURA VIDAS SOCIAL E DANOS

AMBIENTAISMuito alta Significativa Dano excessivoAlta Alguma Dano substancialBaixa Nenhuma Dano moderadoMuito baixa Nenhuma Dano mínimo

Fonte: Guia Básico Seg. Barragens – CBDB-SP

Reavaliação da Segurança

A reavaliação da segurança de barragens deve ser executada em

intervalos de tempo regulares, para a barragem e suas estruturas

associadas, incluindo-se seus planos de operação, manutenção,

inspeção e de emergência, a fim de se determinar se estes são

seguros em todos os aspectos e, caso não o sejam, determinar as

melhorias necessárias para a segurança.

Para uma barragem nova, a primeira reavaliação de segurança da

barragem deve ser executada em até 5 anos após o enchimento

inicial.

Reavaliação da Segurança

FREQUÊNCIA DE REAVALIAÇÕES DA SEGURANÇA DE BARRAGENS

(Baseado no sistema de classificação de consequência da Tabela 1-1)

TABELA 2-1

Muito Alta 5Alta 7

Baixa 10Muito Baixa 10

CONSEQUÊNCIA DE RUPTURA

PERÍODO ENTRE REAVALIAÇÕES (Anos)

consequência da Tabela 1-1)


A CAP é a maior cheia selecionada para propósitos de projeto ou avaliação de segurança de uma barragem.

O valor da CAP selecionado deve aumentar com o aumento da conseqüência de ruptura da barragem, como ilustrado na

CHEIA AFLUENTE DE PROJETO

da conseqüência de ruptura da barragem, como ilustrado na Tabela 6-1.

Existem dois métodos de desenvolvimento do hidrograma da CAP. Um é baseado no hidrograma Cheia Máxima Provável (CMP) e o outro em hidrograma com uma probabilidade de

excepcionalidade anual especificada.

TABELA 6 -1 CRITÉRIOS MÍNIMOS USUAIS PARA CHEIAS DE PROJETO AFL UENTE

CONSEQUÊNCIA DE RUPTURA CHEIA AFLUENTE DE PROJETO (CAP)

Muito Alta Cheia Máxima de Projeto (CMP)

CHEIA AFLUENTE DE PROJETO

Muito Alta Cheia Máxima de Projeto (CMP) Alta Probabilidade de Excepcionalidade

Anual (PEA) entre 1/1000 e a CMP Baixa PEA de 1/1000


Um estudo para a Cheia Máxima Provável (CMP), deveconsiderar a combinação mais severa “fisicamente possível”dos seguintes fenômenos sobre a bacia hidrológica amontante da estrutura sendo estudada:

• Tempestades;• Condições iniciais da bacia (exemplo: umidade do solo,

CHEIA MÁXIMA PROVÁVEL (CMP)

• Condições iniciais da bacia (exemplo: umidade do solo, níveis do lago e do rio);

• Previsão de distúrbios atmosféricos.

Quando a CMP é identificada como CAP, em umempreendimento determinado, a aceitabilidade de qualqueranálise anterior da CMP deve ser confirmada, ou uma novaanálise de CMP deve ser executada.

As vazões de desvio, para cada fase do manejo do rio, serão definidas pelos tempos de recorrência resultantes de uma

análise de risco, confrontando-se o custo das obras de desvio com o valor esperado do custo dos danos resultantes das respectivas enchentes.

VAZÃO DE DESVIO

respectivas enchentes.

No cálculo dos danos serão considerados os danos locais, os custos devidos a atraso no cronograma e eventuais danos a montante e a jusante.

VAZÃO DE DESVIO

CATEGORIA DO DANO RISCO ANUAL

Não há perigo de vidas humanas nem se prevê que ocorram danos importantes na obra e seu andamento

5% a 20%

Não há perigo de vidas humanas mas já se prevêem danos importantes na obra e seu andamento.

2% a 5%danos importantes na obra e seu andamento.

Há algum perigo de perda de vidas humanas e são previstos importantes danos na obra e ao seu andamento.

1% a 2%

Há perigo real de perda de vidas humanas e são previstos grandes danos à obra e ao seu andamento.

<1%

FONTE: Critérios de Projeto Civil – Eletrobrás (TABELA 3.1)

Se um evento excepcional tiver sido registrado,

desde que a cheia estatística tenha sido avaliada, ou

REAVALIAÇÃO DA CHEIA AFLUENTE PROVÁVEL

desde que a cheia estatística tenha sido avaliada, ou

caso o período de observação tenha sido

aumentado em mais de 50%, uma nova análise de

cheias deve ser executada.

ITAIPU

ÍNDICES DE AVALIAÇÃO DO ÍNDICES DE AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO

Índice de Comportamento (IC)IC = 0,4PP + 0,6ER

CRITÉRIO DA SABESP

PP = PERICULOSIDADE POTENCIALER = ESTADO REAL DA BARRAGEM

PP = Periculosidade Potencial

Índice PP• Importância• Altura, dimensão da barragem• Tipo de barragem• Tipo de barragem• Volume d’água represado• Impacto a jusante (social, ambiental,

econômico)• Tipo de vertedouro• Enchente de projeto


Importância• Capacidade instalada• Abastecimento d’água• Irrigação

Tipo de barragem• barragem de concreto (em arco, de

gravidade)• barragem de enrocamento• barragem de terra


Impacto a jusante (deve ser objeto de estudos e levantamentos, por ex. da existência de habitações e instalações a jusante, sua distância e desnível em relação à barragem);

Tipo de vertedouro : o de superfície sem controle é mais seguro e o de fundo o menos;

Vazão de projeto: quanto maior seu Tr mais segura

ER = Estado Real de uma Barragem

Índice ER

• Informações de projeto• Freqüência na avaliação do comportamento• Percolação• Percolação• Deformação• Nível de deterioração de paramentos ou

taludes• Erosões a jusante• Condições dos equipamentos de descarga

ER = Estado Real de uma Barragem

Índice de Comportamento IC = 0,4PP + 0,6ER

ClassificaçãoIC > 80 SatisfatóriaIC > 80 Satisfatória80>IC>50 AceitávelIC<50 Insatisfatória

MATRIZ POTENCIAL DE RISCO

Um índice análogo ao da SABESP é o

PR (Potencial de Risco) apresentado no

Anexo A do Manual de Anexo A do Manual de

Segurança e Inspeção de Barragens do

Ministério da Integração Nacional.

Manual

ÍNDICES DE COMPORTAMENTO

Existem outros índices ou classificações da periculosidade potencial de uma barragem os quais levam em conta além dos itens mencionados acima: volume da barragem, capacidade instalada, distância do povoado ou cidade que pode ser atingida pela ruína da barragem, desnível entre reservatório e cidade ameaçada, inclinação média do vale, número de pessoas ameaçadas, valor dos bens e infra-estruturas ameaçados.

Estes índices servem principalmente para comparar entre si diversas barragens para definir prioridades de intervenção ou de auscultação.

Um Índice para Avaliação do Nível de Auscultação

INA

INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS

UM ÍNDICE PARA AVALIAÇÃO DO NÍVEL DE AUSCULTAÇÃO DE BARRAGENS - INA

Para construir um índice que permita avaliar o nível deauscultação de uma grande barragem foramidentificados cinco grupos ou aspectos principais deatividades de auscultação:

– Organização e disponibilidade dos dados– Organização e disponibilidade dos dadosbásicos da barragem

– Inspeções visuais– Equipes de auscultação– Instrumentação– Análise e interpretação

A partir destes grupos e de suas atividadescomponentes, com base em um critério depontuação de cada atividade e peso de cadagrupo, é calculado um índice do nível deauscultação INA.auscultação INA.

Este índice pretende fornecer uma avaliaçãodas atividades de controle do comportamentoda barragem possibilitando verificar se estãodentro de parâmetros considerados aceitáveis.

• Dispor das informações básicas da barragemé importante para poder avaliar seu

Organização e disponibilidade dos dados básicos da barragem

é importante para poder avaliar seucomportamento.

• Resultados de investigações das fundações;• Detalhes de projeto e plantas de “como construído”;

• Registros da fase construtiva;

Os documentos usuais considerados necessários são:

Organização e disponibilidade dos dados básicos da barragem

• Registros da fase construtiva;• Manuais de operação;• Registros da instrumentação;• Relatórios de inspeção;• Relatórios de segurança;• Estudos de inundação e planos para situações de emergência.

TABELA 1 - Organização e disponibilidade dos dados básicos da barragem - Notas

ATIVIDADE NOTA

1. Relatório final de projeto 30

2. Relatório e desenhos comoconstruído

30

3. Fichas da instrumentação 30

4. Gestão computadorizada dos dados 10

Inspeções visuais

Estas observações, efetuadas por técnicos experientes, são

de suma importância para detectar eventuais anomalias, para

complementar as indicações provenientes da instrumentação

e avaliar de forma completa o comportamento da barragem.e avaliar de forma completa o comportamento da barragem.

A existência de uma planilha com a lista de itens a serem

checados e a documentação fotográfica dos aspectos mais

salientes de cada inspeção tornam mais eficientes e objetivas

as inspeções.

Inspeções visuais

• Uma inspeção rotineira, informal, deve ser realizadapelos técnicos encarregados das leituras da

instrumentação os quais devem registrar as mudanças eanormalidades que porventura são observadas duranteseu recorrido.seu recorrido.

Esta inspeção é essencial para barragens de menor

importância devido ao intervalo de tempo entre as outrasinspeções formais, face às restrições orçamentárias quenormalmente afetam os pequenos empreendimentos.

Inspeções visuais

• Inspeções periódicas devem ser efetuadas no mínimocom freqüência anual pelos engenheiros responsáveisda análise e interpretação dos resultados.

• Para barragens importantes outras inspeções devem• Para barragens importantes outras inspeções devemser efetuadas por um grupo de consultoresindependentes , composto de especialistas nas diversasáreas, com freqüência variando entre 3 e 5 anos . Estetipo de inspeção não se justifica para barragenspequenas, entretanto recomenda-se um controleindependente com freqüência análoga.

Inspeções visuais

Inspeções especiais devem ser realizadas sempre queocorra um evento excepcional tal como um terremoto,uma enchente de grandes proporções, uma tempestadecom ventos fortes etc. ou na detecção de algum problemagrave.

Este tipo de inspeção deve ser efetuado também quandoda execução de alguma atividade de operação oumanobra dos equipamentos pouco usual, como porexemplo um rebaixamento rápido ou total do reservatório,abertura de um descarregador de fundo ou aberturacompleta do vertedouro.

Inspeções visuais

Os resultados destas inspeções devem ser registrados emum relatório, documentado com grande número de fotos,

desenhos ou croquis, para poder efetuar comparações àdistância de anos e assim possibilitar a verificação dedistância de anos e assim possibilitar a verificação defenômenos lentos e progressivos.

ATIVIDADE NOTA

1. Inspeção rotineira com registro 15

2. Inspeção Periódica 10 a 30

TABELA 2 - Inspeções visuais - Notas

2. Inspeção Periódica 10 a 30

3. Inspeção dos Consultores Independentes 5 a 20

4. Utilização de lista de verificações 20

5. Documentação fotográfica 15

Equipes de Auscultação

Estas equipes devem ser compostas por pessoalexperiente, conhecedor dos fenômenos e comportamentoda barragem e familiarizado com seus detalhes esingularidades.

Estes técnicos devem participar de cursos de treinamentoe atualização periódicos. Toda a equipe de auscultação,composta pelos engenheiros e técnicos responsáveispelas observações de campo como também aquelesencarregados pela análise e interpretação dos resultados,deve atender estes cursos de reciclagem.


Deve haver uma boa comunicação e interação entre asequipes de auscultação de campo e aquelas responsáveispela análise dos resultados, com reuniões periódicas eintercâmbio de informações e documentos.

A renovação periódica das equipes deve ser realizada coma introdução de novos membros bem antes da saída dosantigos. Considera-se que um técnico deva atuar por umperíodo mínimo de dois anos com uma equipe experientepara atingir uma formação satisfatória.


- Controle por consultores independentes

As atividades da equipe de auscultação devem ser

submetidas a um controle por um grupo multidisciplinar deconsultores externos independentes. Recomenda-serealizar este controle a intervalos mínimos de 4 anos nafase de operação.fase de operação.

As atividades de treinamento, interação, atualização eauditoria das atividades de auscultação são importantesjustamente para minimizar os erros humanos os quais sãoconsiderados como uma das maiores causas de acidentes.

Desta forma os funcionários estarão motivados e evita-seerros devidos à rotina e à complacência.

TABELA 3 – Equipes de Auscultação - Notas

ATIVIDADE NOTA

1. Interação entre equipes 30

2. Supervisão externa e independente 10 a 40

3.Cursos de atualização da equipe deauscultação

15 a 30

Instrumentação - Freqüência das leituras

Considera-se uma freqüência ótima quando 80% oumais dos instrumentos são lidos de acordo com asrecomendações do ICOLD ou outra entidade oficial, ouconforme recomendado por estudos de engenheirosespecialistas certificados. Considera-se satisfatóriaespecialistas certificados. Considera-se satisfatóriauma freqüência quando 50% ou mais dos instrumentosobedecem à regra acima.

Obrigatoriamente os instrumentos de medição devazão, deslocamento da crista e piezômetros (parabarragens de terra) devem seguir este critério.


Tabela 14.1 –barragens de terra-enrocamento-Freqüências mínimas de leitura

Período de observaçãoGrandeza medida Construtivo Primeiro

enchimentoInício de

operação (*)Operação

normalDeslocamentos superficiais mensal Semanal mensal semestral

Deslocamentos internos semanal Semanal quinzenal mensal

Deformação semanal Semanal quinzenal mensalDeformação semanal Semanal quinzenal mensal

Pressão total / efetiva semanal 2 semanais semanal mensal

Poro-pressão semanal 2 semanais semanal quinzenal

Subpressão semanal 3 semanais 2 semanais quinzenal

Nível d’água semanal 3 semanais 2 semanais quinzenal

Vazão de infiltração - Diárias 3 semanais semanal

(*) entre 1 e 5 anos após o enchimentoFonte: Critérios de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas


Tabela 14.2 –barragens de concretoFreqüências mínimas de leitura

Período de observaçãoGrandeza medidaConstrutivo Primeiro

enchimentoInício deoperação

Operaçãonormal

Deslocamento “absoluto”(geodesia)

Ao final daconstrução

Mensal trimestral semestral

Deslocamento angular(pêndulos)

Quinzenal Semanal mensal mensal

Deslocamento relativo(medidores de junta)

semanal 2 semanais quinzenal mensal

Deformação interna semanal 2 semanais semanal mensalDeformação interna semanal 2 semanais semanal mensal

Tensão semanal 2 semanais semanal mensal

Temperatura do concreto semanal Semanal quinzenal mensal

Pressão intersticial no concreto semanal 2 semanais quinzenal mensal

Carga (cabos de protensão) diárias durantea protensão

2 semanais Semanal mensal

Subpressão na fundação semanal 3 semanais 2 semanais Quinzenal (*)

Vazão de infiltração - Diárias 3 semanais semanal

(*) Para casos particulares, manter freqüência semanal

Fonte: Critérios de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas

Verificação e manutenção dos instrumentos

Deve existir umprograma de verificação quanto

ao bomfuncionamento, manutenção e conserto

de cada instrumento de auscultação, a intervalos

regulares, comfreqüência de umano ou inferior.

Avaliação periódica da instrumentação

Quando houver falhas e perdas deinstrumentos deve ser avaliada anecessidade de seu reparo ou suasubstituição.substituição.

Também com base na análise dosresultados e interpretação docomportamento da barragem algunsinstrumentos poderão ser desativados.

TABELA 4 – Instrumentação de monitoramento - Notas

ATIVIDADE NOTA

1. Freqüência de leituras 20 a 30

2. Verificação do funcionamento 30

3. Manutenção da instrumentação 30

4. Avaliação periódica da instrumentaçãoexistente

5 a 10

Análise e interpretação dos resultados

Esta é a fase mais importante que coroa todasas atividades de auscultação de barragens. Poristo é muito importante analisar rapidamente ecuidadosamente os resultados.

Uma vez obtida a totalidade dos dados dacampanha deverá ser realizada uma primeiraanálise expedita e emitido um Parecer Técnicoapontando eventuais anormalidades, avaliandoos possíveis riscos para a segurança e asmedidas necessárias.


- Validação das leiturasAs leituras devem ser verificadas quanto a sua coerênciacom as anteriores e com os limites previstos.

- Interpretação dos resultados, pré-análiseUma pré-análise dos resultados deve ser efetuadaimediatamente após a realização das leituras. As causas decomportamentos anormais ou inesperados devem sercomportamentos anormais ou inesperados devem seresclarecidas sem demora e as medidas necessáriastomadas rapidamente.

- RelatóriosOs Relatórios de Interpretação devem ser elaborados comfreqüência anual ou plurianual e devem conter uma análiseaprofundada dos resultados cobrindo varias campanhas deleituras.


- Existência de valores de comparação

A determinação de valores de comparação para várioscasos: valores de alerta, valores limite, etc., são importantes

para analisar os resultados da instrumentação.

- Gestão computadorizada dos resultados

É importante para uma análise mais rápida e para auxiliarna interpretação dos resultados de forma mais eficiente. Ela

deve emitir alarmes quando os valores limites foremultrapassados e permitir traçar gráficos, extrapolações, etc.

TABELA 5 - Análise e interpretação dos resultados - Notas

ATIVIDADE NOTA 1. Validação das leituras 10

2. Pré-análise dos resultados imediata 20

3. Relatório de interpretação 10 a 20

4. Relatório histórico 5

5. Existência de valores de comparação 20

6. Reavaliação dos valores de comparação 10

7. Gestão computadorizada dos resultados 15

TABELA 6 – Peso de cada Aspecto

ASPECTO PESO

Organização e disponibilidade dos dadosbásicos da barragem

0,1

CÁLCULO DO INA

básicos da barragemInspeções visuais 0,4

Equipe técnica 0,2

Instrumentação 0,1

Análise e interpretação 0,2

Os cinco aspectos das atividades de auscultaçãodescritos acima deverão ter sua pontuaçãocalculada e o índice final de avaliação do nível ougrau de eficiência da auscultação computado deacordo com a fórmula seguinte e com base nospesos indicado na tabela 6 anterior.

CÁLCULO DO INA

pesos indicado na tabela 6 anterior.

INA = 0,1 x Σ org + 0,4 x Σ insp + 0,2 x Σ equip + 0,1 x Σ instr + 0,2 x Σ an

Critério de Avaliação

Valor doINA

Barragensimportantes risco alto

Barragens de menorimportância risco baixo

100 a 80 excelente excelente

79 a 60 bom muito bom

59 a 50 suficiente bom

49 a 40 insuficiente suficiente

abaixo de40 ruim insuficiente

Aplicação

NOVAS PRESSÕES SOBRE A SEGURANÇA DAS BARRAGENS

CONTRATOS EPC – PREÇO GLOBAL

• MENOS INVESTIGAÇÕES• MENOS INVESTIGAÇÕES• MENOS ENGENHARIA (engenharia mais

barata)• MENORES COEFICIENTES DE SEGURANÇA• MENORES PRAZOS/QUALIDADE DA

CONSTRUÇÃO

PROJETO DE LEI Nº 1.181, DE 2003

(Versão aprovada pelo CNRH)http://www.cnrh-srh.gov.br

Estabelece a Política Nacional deEstabelece a Política Nacional deSegurança de Barragens - PNSB e cria oSistema Nacional de Informaçõessobre Segurança de Barragens – SNISB.

TEXTO

QUAL A CONTRIBUIÇÃO DO PL. 1181?

CORRIGIR, COIBIR, BALIZAR, RESPONSABILIZAR,

MELHORAR A QUALIDADE MELHORAR A QUALIDADE DOS PROJETOS E OBRAS,

ETC.

SEGURANÇA

Em conclusão, o papel da auscultação é muito importantepara a segurança das barragens.

Entretanto, uma barragem não pode ser considerada beminstrumentada e acompanhada se não forem cumpridos os

CONCLUSÕES

instrumentada e acompanhada se não forem cumpridos osseguintes requisitos:

- o plano de auscultação deve ser elaborado por técnicosfamiliarizados com o projeto e com seus pontos críticos;

- os instrumentos devem ser escolhidos por especialistasna área de instrumentação considerando os vários tiposexistentes, suas vantagens e limitações;

- a calibração no recebimento e a instalação dos instrumentos,de seus cabos, terminais e cabines, dispositivos de proteção,conexões, etc., deve ser efetuada por equipes idôneas;

- A manutenção dos instrumentos deve ser realizadaregularmente por pessoal experiente;

CONCLUSÕES

regularmente por pessoal experiente;

- A leitura, análise e interpretação dos resultados eapresentação das conclusões deve ser efetuada porengenheiros experientes e familiarizados com a barragem;

- A análise dos dados e sua comparação com os valores decontrole deve ser efetuada imediatamente;

- A equipe de campo responsável pelas leituras deve fazer umcontrole dos resultados e assinalar as eventuais anomaliasrapidamente;

- Inspeções completas devem ser realizadas por engenheirosexperientes pelo menos uma vez por ano;

CONCLUSÕES

- Inspeções e reuniões periódicas (a intervalos de 3 a 5 anos)devem ser realizadas com a participação de um painel deconsultores para analisar as condições gerais da barragem e seucomportamento;

- Os resultados das interpretações, das inspeções e dos eventuaisacidentes ou problemas acontecidos devem ser registrados emrelatórios anuais.

Portanto pode-se concluir que a instrumentação beminstalada e operada, junto com um programa de inspeções,observações, análises e interpretações efetuadas porengenheiros competentes e conhecedores dos aspectospeculiares e críticos do projeto, supervisionados por um painelde consultores, realiza um controle eficiente das condições desegurança da barragem.

CONCLUSÕES

segurança da barragem.

Por outro lado deve-se enfatizar que a instrumentação por sisó, sem a complementação das inspeções in situ, não ésuficiente para detectar todos os tipos de problemas eacidentes possíveis e, portanto, para manter um bom controle

da segurança.

seguranÇa de barragens -...

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