Projeto de pesquisa

USINA HIDRELÉTRICA DE ITUMBIARA – BARRAGEM

                    Elora Bueno Farias. Juliana Borges Ferreira. Leonan Mamede. Moaby Silveira ^[1]

                                                        José Augusto Toledo ^[2]

1. INTRODUÇÃO

Uma usina hidrelétrica consiste em um conjunto de obras e equipamentos que utiliza o potencial hidráulico de um rio para produzir energia através da força da água de forma renovável.

A barragem constitui uma das partes de uma usina hidrelétrica, sendo responsável pela contenção da água através de represamento da mesma. É uma barreira de contenção construída de atravessado num rio que ao represar a água cria um lago artificial. A hidrelétrica se utiliza da força da água represada para girar as turbinas e produzir então a eletricidade.

A maior vantagem das usinas hidrelétricas é a transformação limpa do recurso energético natural. Não há resíduos poluentes e há baixo custo da geração de energia, já que o principal insumo energético, a água do rio, está inserida à usina.

Além da geração de energia elétrica, o aproveitamento hidrelétrico proporciona outros usos tais como irrigação, navegação e amortecimento de cheias. Neste trabalho abrangeremos sobre a barragem de Itumbiara.

A Usina Hidrelétrica de Itumbiara é a maior usina hidrelétrica do Sistema Eletrobras Furnas e está localizada no rio Paranaíba, possuindo seis unidades geradoras. Sua área de responsabilidade inclui os troncos de alimentação aos estados de Goiás, Mato Grosso, parte do Tocantins e do Distrito Federal.

Sua construção teve início em novembro de 74 e, em abril de 80, entrou em operação comercial sua primeira unidade geradora. É considerada uma das maiores do mundo em construção no início da década de 80, tendo sido projetada e construída rigorosamente dentro dos prazos estabelecidos nos cronogramas originais.

A contribuição de firmas brasileiras no empreendimento foi de 97%, atingindo índices inéditos de nacionalização neste tipo de obra. No que diz respeito ao fornecimento de equipamentos principais, este índice chegou a 90%. (FURNAS, Centrais Elétricas S.A.).

O recalque é um dos parâmetros a serem analisados em uma barragem. A partir da década de 1970, passou-se a confeccionar em nosso país uma grande diversidade de instrumentos para a auscultação de barragens de terra e enrocamento, dentre os quais se destacam novos tipos de medidores de recalque (como piezômetros, células de pressão total, marcos superficiais e alguns acessórios para inclinômetros e medidores de vazão).

Devido à variabilidade inerente ao solo e à rocha, é desaconselhável confiar em um único instrumento como indicador de desempenho. Onde for possível, a locação deve ser organizada para permitir verificações cruzadas entre tipos diferentes de instrumentos.

Na fundação, o aumento da pressão d’água intersticial deve estar coerente com os recalques medidos e com o carregamento imposto pela construção do aterro. Repetições podem também dar uma pista da precisão dos dados, e é útil fazer várias leituras em um pequeno período de tempo, para descobrir se a falta de repetições indica dados suspeitos ou não.

1. ESTUDO DE CASO

Através de pesquisas em artigos científicos e livros da biblioteca do ILES/ULBRA iniciamos o estudo sobre barragem. Pretendemos abranger uma análise prática a partir deste momento, utilizando dados e experiências reais através de visitas à usina e informações de profissionais do ramo.

Buscamos inicialmente compreender o funcionamento de uma barragem, para então abrangermos um tema mais específico: o recalque. Na fase de construção ou posteriormente a finalização da obra, recalques podem se desenvolver na barragem. Tais movimentos devem ser previstos na fase de projeto e minimizados ao máximo com técnicas precisas. A previsão de recalque se dá em duas zonas: na construção e na pós construção, onde são distribuídos os recalques.

A pesquisa de campo terá como objetivo entender o funcionamento da instrumentação da barragem, como os dados são interpretados e quais padrões devem ser esperados dos instrumentos utilizados para essa segurança. Os dados colhidos diariamente devem ser analisados e comparados com a previsão inicial, para que haja um controle das técnicas empregadas e que ainda devem ser investidas. Visando descobrir o quanto esse recalque pode influenciar negativamente em todos os sentidos, inclusive economicamente; entender o motivo do surgimento deste recalque, se este apresenta risco de alteração em sua proporção; e quais os meios necessários para corrigir este erro e evitá-lo.

Alguns métodos utilizados para estimativa inicial dos recalques de uma barragem são: o ensaio eodométrico, que é utilizado para medir as propriedades mecânicas dos solos; e o controle de compactação e características do solo a ser compactado. Durante os projetos executivos a serem elaborados é realizado ensaio de campo e análises laboratoriais mais detalhados, utilizando simulações em programas para a previsão de recalques.

Os instrumentos para medição de deslocamentos verticais e horizontais são: placas de recalque com tubos telescópicos, instalado durante a construção do aterro; medidores magnéticos, onde são feitas leituras por sonda magnética; medidores de recalque tipo USBR, que deixaram de ser usados no Brasil; extensômetros de haste; e perfilômetro de recalque.

Como fundamento, podemos utilizar um histórico local disponível para análise desde a época da construção até hoje, com objetivo de relacionar o motivo de cada instrumento estar instalado em sua posição específica, os ensaios realizados, os resultados e a implicação no projeto. Identificar a solução dos mesmos instrumentos em relação as anomalias, verificar os incidentes ocorridos na barragem e sua inter-relação na leitura de cada instrumento e o recalque diferencial máximo ao longo da crista da barragem para evitar fissuras transversais.

A previsão dos campos de tensão e de deformação desenvolvidos durante a fase de construção de uma barragem de terra, tanto no seu próprio corpo, quanto no material de fundação, é um fator importante na etapa do projeto. Análises dinâmicas posteriores, de natureza não linear, necessitam da determinação prévia do estado de tensão como condição inicial do problema.

À medida que se constrói a barragem, recalques do solo vão acontecendo. O mecanismo básico para o cálculo de recalques ou deslocamentos verticais de uma barragem pode ser mais bem compreendido considerando um aterro de grande extensão (Law, 1975), onde são assumidas as seguintes hipóteses: os deslocamentos são unidimensionais, não existem efeitos dependentes do tempo no comportamento do recalque (recalque de compressão secundária) e o meio é considerado homogêneo, isotrópico e com comportamento tensão deformação linear elástico.