REFERENCIAL TEÓRICO

3. REFERENCIAL TEÓRICO

3.1 O conceito de barragem

        As barragens são estruturas de contenção, sendo assim, essa barreira artificial é utilizada para diversas finalidades como hidrelétricas, contenção de agua para abastecimento de áreas residenciais, regularização, entre outras. A finalidade da barragem está diretamente relacionada com a técnica utilizada para a sua construção, tal como a topografia do local e as condições hidrológicas da região.

[pic 1]

Figura 1- Esquema simples com componentes de uma barragem de concreto. Disponível em: https://google.com/

        Segundo (MELIÇO, 2010), as barragens devem resistir às ações que as solicitam, sendo a pressão da água a principal, e evacuar as cheias quando necessário. Em cada caso, as características do terreno e as funcionalidades que se pretendem da obra ditam a escolha do tipo mais adequado de barragem.

        Nesse contexto, são feitos estudos preliminares da região para que se possa escolher qual o tipo de barragem que melhor se encaixa com a sua utilização. Os principais aspectos que são levados em consideração são: Objetivos da obra, metodologia de construção, dimensionamento da obra levando em conta a topografia do local, condições geológicas e hídricas, condições geotécnicas, obras complementares como vertedouros, canais de desvio, túneis e casas de força, segurança, custos, entre outros.

        Nesse âmbito, os fatores devem ser analisados para que se possa escolher de forma sistemática, não só o arranjo dessa obra, como também a viabilidade desse projeto. Após esses estudos, passa-se a analisar os parâmetros relacionados ao dimensionamento da obra que são fundamentais para a escolha do método construtivo, da segurança e custos.

3.2 Estudos preliminares

        Nos estudos relacionados à fundação de uma barragem, requer algumas investigações preliminares: Estudo topográfico, hidrológico, geotécnico, geológico e em alguns casos propriedades do projeto através de modelos.

        3.2.1 Investigação topográfica: Para que possa ser possível obter informações acerca da região, os projetistas precisam fazer um mapeamento da região delineando-se a sua bacia de acumulação.

 “Nessa fase, são particularmente úteis as fotografias aéreas, que, convenientemente interpretadas, fornecem valiosas informações. Por exemplo, o tipo de vegetação constitui uma indicação da natureza do terreno. Vales estreitos revelam a existência de rochas de boa qualidade, uma vez que suas margens dão pouco erodíveis; ao contrário, vales largos e planos denunciam rochas de qualidade inferior, pois que facilmente erodíveis. A existência de canais de erosão é características de solos impermeáveis, enquanto a ausência é índice de alta permeabilidade” (CAPUTO, 2015)

        3.2.2 Investigações Hidrológicas: Tem a finalidade de conhecer o regime de águas da região pela análise da bacia hidrográfica que a região pertence, a origem, destino e vasão do canal utilizado, dos índices pluviométricos da região e também a importância e impacto socioeconômico que será gerado com a contensão ou desvio de águas gerado pela barragem.

        3.2.3 Investigações Geológicas: Considerado o mais importante, por servir como fator principal na prevenção de acidentes em barragens, pois se sabe que a maioria dos acidentes em barragens tem relação direita e indireta com a ordem geológica. O estudo geológico consiste no estudo das rochas, com ênfase em seus eventuais fendilhamentos. Os principais estudos realizados nas rochas são: Modulo de elasticidade e verificação em relação a sua estanqueidade.

        3.2.4 Investigações Geotécnicas: Após os estudos geológicos, são realizados os estudos geotécnicos, tanto mais decisivas quando se trata de barragens de material granular. Para se construir esse tipo de barragem, deve-se ter a exatidão do conhecimento dos materiais de fundação e dos materiais de empréstimo que serão utilizados.

Em relação às barragens de material aglomerado que, atualmente, são construídas somente de concreto simples e armado, podem ser dos tipos: Barragem de peso, gravidade, contraforte e abóbada.

3.2.5 Elaboração de um modelo: Nas etapas de construção de uma barragem, os engenheiros responsáveis necessitam prever comportamentos em relação aos materiais construtivos, materiais retidos, comportamento da geometria da barragem, comportamento das tensões aplicadas na construção e diversas outras variáveis importantes. Para o estudo de algumas dessas variáveis são necessários testes experimentais que seriam inviáveis de serem realizados em escala real por conta de tempo, custo, mão de obra disponibilidade de espaço.

        Através de modelos podem ser estudados as variáveis que se necessitam e até desenvolver um modelo matemático para representa-las e reproduzir em escala real. Atualmente, os modelos podem ser construídos com diversos tipos de materiais que simulam satisfatoriamente o comportamento do protótipo real com um custo relativamente baixo e um retorno alto, porque também é possível realizar quantos testes se fizerem necessários em um modelo para compreender satisfatoriamente qualquer que seja o comportamento que está sendo observado.

        Em grandes obras é muito comum a elaboração de um modelo para estudo há muito tempo, por exemplo, a barragem do Funil, no Rio de Janeiro, uma barragem de concreto em abóbada de arco duplo que é utilizada para geração de energia elétrica, foi construída na década de 60 e na fase de projetos, na falta de computadores e métodos matemáticos de elementos finitos que são utilizados hoje em dia, foram utilizados modelos reduzidos para estudos e os resultados obtidos serviram como a base no dimensionamento do projeto.

        Com o atual fácil acesso aos computadores e aos elementos finitos, a elaboração dos projetos avançou muito, mas os modelos reduzidos também continuam sendo muito usados. Esses modelos reduzidos de hoje dispõem de novos materiais, de técnicas poderosas de aquisição de dados, de sensores em fibras óticas e etc, gerando precisão e exatidão muito altas.

3.3 Objetivos de uma barragem

        As barragens podem ser separadas em dois grupos de utilização, e dentro desses grandes grupos, se tem cada tipo de barragem. Essa análise é feita pela própria equipe responsável pelo projeto e a partir dessa classificação inicial, se tem as definições relacionadas ao dimensionamento da obra. Os grupos são: regularização e retenção.