Vertedouros - clodomirounsihuayvila.weebly.comclodomirounsihuayvila.weebly.com/.../vertedouro_parte_i_de_3.pdf · Vertedouros UHE Balbina, vertedouro e bacia de dissipação em ressalto

VertedourosAna Luiza de Souza

Centrais Elétricas

Vertedouros

• São estruturas empregadas para evitar que o nível de água

máximo do reservatório seja ultrapassado;

• Leva-se em consideração em seus projetos: aspectos

topográficos e geológicos dos sítios;

• Em geral, as estruturas dos vertedouros compreendem cinco

elementos distintos: canal de entrada, estrutura de controle,

calha de descarga, dissipador de energia e canal de restituição

do escoamento à calha do rio.

Vertedouros

Vertedouro da UHE Tucuruí. Vista lateral dacasa de força para o vertedouro, com abarragem de enrocamento e terra ao fundo.Fonte: Revista Eletronorte (1998).

http://www.comunitexto.com.br/projeto-de-usina-hidreletrica-localizacao-do-vertedouro/#.VxKZ8jArK1s

http://cidadedetucurui.com/inicio/usina_hidreletrica_tucurui/VERTEDOURO/vertedouro.htm

UHE Tucuruí, vertedouro em salto de esqui

VertedourosUHE Balbina, vertedouro e bacia de dissipação em ressalto

Usina aos poucos se transforma em opção turística, atraindo pessoas de várias partes do Estado e doPaíshttp://acritica.uol.com.br/amazonia/Amazonas-Manaus-Amazonia-Hidreletrica-atracao-turistica-interior-Amazonas_0_481152109.html

VertedourosUHE Itaipu, vertedouro na ombreira direita, em calha (chute spillway) e salto de esqui

As três calhas do vertedouro de Itaipu foram abertas neste domingo (22) por volta das 10h (Foto: Patrícia Iunovich / Itaipu Binacional / Divulgação)http://g1.globo.com/pr/oeste-sudoeste/noticia/2015/11/apos-quatro-anos-vertedouro-de-itaipu-volta-abrir-todas-comportas.html

VertedourosUHE Monjolinho, vertedouro lateral (side spillway) na margem direita,sem controle de comportas, com comprimento de 210 m

http://www.comunitexto.com.br/projeto-de-usina-hidreletrica-localizacao-do-vertedouro/#.VxEvOjArK1s

VertedourosVertedouro tipo tulipa

http://slideplayer.com.br/slide/366904/

VertedourosVertedouros laterais em túnel dabarragem Hoover operando

Vista superior de jusante dabarragem Hoover, rio Colorado(Arizona/Nevada, EUA)

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:HooverDamFrontWater.jpg?uselang=pt-br

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hoover_dam_from_air.jpg

Vertedouros

Vista lateral da UHE Karakaya. Vertedouro emsalto de esqui

Fonte: United States Department of Agriculture (2005) http://www.fas.usda.gov/remote/mideast_pecad/gap/

UHE Karakaya – Turquia

http://www.brasilturquia.com.br/energia-285.html

Tipos de VertedourosPodem ser:

• incorporados ao corpo do barramento principal - laterais (side channel

spillways);

• estruturas separadas (isoladas) do barramento - posicionadas nas

ombreiras.

Podem ser:

• de superfície, livres ou controlados por comportas, que permitem o

rebaixamento do nível do reservatório até a sua crista;

• de fundo, controlados por comportas, que permitem o esvaziamento total

ou parcial do reservatório.

Tipos de VertedourosTêm seções típicas variadas:

• seções com paramento de montante vertical e paramento de jusante inclinado

em perfil Creager, sobre o qual o escoamento flui; após o perfil Creager, pode-

se ter uma bacia de dissipação, uma calha (chute spillway) com um salto de

esqui ao final. Muitas vezes é empregado em degraus (stepped spillways), sem

controle de comportas;

• seções de crista arredondada com jato em queda livre, ou em orifício com salto

de esqui (ou jatos cruzados), nos casos das barragens em arco em vales

estreitos;

• seções em poço (shaft) tipo tulipa (morning glory spillway);

• seções em orifício (de fundo), em conduto (sob uma barragem) ou em túnel.

Dimensionamento da Estrutura do Vertedouro

• Para barragens com alturas maiores que 30 m ou cujo colapso envolva

risco de perdas de vidas humanas, a vazão de projeto dos órgãos

extravasores será a máxima provável;

• Para barragens de altura inferior a 30 m ou com reservatório com volume

menor que 50.000.000 m3, e não havendo risco de perdas de vidas

humanas, a vazão de projeto será definida por meio de uma análise de risco,

respeitada a recorrência mínima de mil anos.

Capacidade de vazão de uma soleira vertente não controlada

Q = descarga total (m3/s);

C0 = coeficiente de vazão variável;

L = comprimento efetivo da crista (m);

H = carga hidráulica (m).

A capacidade de descarga do vertedouro depende da carga de energia sobre

a crista (ht), do comprimento efetivo da crista (L) e do coeficiente de vazão

Determinação do comprimento líquido da crista vertente (L’)

L = comprimento efetivo da crista (m);

N = número de pilares;

Kp = coeficiente de contração dos pilares;

Ka = coeficiente de contração dos muros extremos do vertedouro;

H0 = carga de projeto (m).

Fatores que influenciam o coeficiente de vazão C0

• A profundidade do canal de entrada

Coeficientes de descarga × relação P/H0 - Fonte: Lysne (2003)-Projeto de usinas hidrelétricas passo a passo, 7 Vertedouros| Geraldo Magela Pereira,http://ebooks.ofitexto.com.br/epubreader/projeto-de-usinas-hidreltricas


• Cargas diferentes da carga de projeto

Correção do coeficiente de descarga para outras cargas além da carga de projeto (H0) -Fonte: Lysne (2003).-Projeto de usinas hidrelétricas passo a passo, 7 Vertedouros| Geraldo Magela Pereira,http://ebooks.ofitexto.com.br/epubreader/projeto-de-usinas-hidreltricas


• Inclinação do paramento de montante

Coeficiente de descarga para ogiva com paramento de montante inclinado Fonte: Lysne(2003) - Projeto de usinas hidrelétricas passo a passo, 7 Vertedouros| Geraldo MagelaPereira,http://ebooks.ofitexto.com.br/epubreader/projeto-de-usinas-hidreltricas


• Interferência da elevação da laje de jusante e da submergência a jusante

Correção do coeficiente de descarga em função dos efeitos de jusante (cota da bacia esubmergência) - Fonte: USBR (1974) e Schreiber (1977) - Projeto de usinashidrelétricas passo a passo, 7 Vertedouros| Geraldo Magela Pereirahttp://ebooks.ofitexto.com.br/epubreader/projeto-de-usinas-hidreltricas

Dimensionamento do vertedouro da UHE Tucuruí

• Evolução dos estudos estatísticos de cheias ao longo do projeto - Tabela

• Estudos para a definição da Precipitação Máxima Provável (PMP) -

determinação da Vazão Máxima Provável (VMP)

Projeto de usinas hidrelétricas passo a passo, 7 Vertedouros| Geraldo MagelaPereira,http://ebooks.ofitexto.com.br/epubreader/projeto-de-usinas-hidreltricas


Modelo Reduzido do Conjunto das Obras da UHE Tucuruí. Observar Vertedouro Operando e Alcance do Jato.

(Novo Norte News, Ano III, No 71, fev./2000)


Registrado na memória técnica da usina

• Dimensionamento hidráulico do vertedouro para a descarga Q = 100.000 m3/s;

• Carga de projeto H0 = 22 m;

• NA máximo normal do reservatório na elevação: 74,00 m.;

• Altura da crista na elevação 52,00 m;

• P/H0 = 2,36, um coeficiente de vazão C0 = 2,18 e largura total vertente

necessária L ~ 445 m;

• Adotou-se no projeto uma largura total de 460 m, ou seja, um vertedouro com

23 comportas de 20 m de largura.


Registrado na memória técnica da usina

• Dimensionamento hidráulico do vertedouro para a descarga Q = 110.000 m3/s;

• Carga de projeto H0 = 22 m;

• NA máximo normal do reservatório na elevação: 75,30 m.;

• Altura da crista na elevação 52,00 m;

• P/H0 = 2,36, um coeficiente de vazão C0 = 2,18 e largura total vertente

necessária L ~ 445 m;

• Adotou-se no projeto uma largura total de 460 m, ou seja, um vertedouro com

23 comportas de 21,22m de altura por 20 m de largura.

Acidentes envolvendo barragens e vertedouros

Orós Dados

• Local: Rio Jaguaribe;

• H máximo: 54m;

• Capacidade do vertedouro: 5200 m3 /s;

• Volume do reservatório: 2,1 bilhões de m3.


• O galgamento da barragem ocorreu aos 17 min do dia 26 de março de

1960, com 400 m3 /s. A obra estava em final de construção e os túneis de

desvio não tiveram capacidade para evitá-lo.

• Foram inundadas as cidades de Aracati, Itaiçaba, Jaguaribe, Limoeiro e

Juazeiro, situadas a jusante. Atingiu aproximadamente 60% da população

do baixo Jaguaribe (170 mil habitantes).


http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/12-05/tarde/Erton%20Carvalho/CBDB-

RELATOR-ERTON-XXX-SNGB.pdf

Açudes de Orós - Ruptura


http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/12-05/tarde/Erton%20Carvalho/CBDB-RELATOR-

ERTON-XXX-SNGB.pdf













Açudes de Orós – Reconstrução de Vertedouro

Operações em Vertedouros

• Eram operados até o início da década de 1970 por regras rígidas e

procedimentos burocráticos implementados de acordo com a cultura dos

proprietários (maioria empresas estatais).

• Em 1977: rupturas das barragens de EUCLIDES DA CUNHA e LIMOEIRO –

Rio Pardo/Bacia do rio Grande, impuseram a necessidade de desenvolver

estudos de previsão de cheias e o estabelecimento de regras operativas

para atender a segurança das barragens, dos bens e das comunidades

situadas a jusante.

UHE Euclides da Cunha

Dados da Barragem

• Local: Rio Pardo;

• H máxima: 56 m;

• Capacidade do vertedouro: 2040 m3/s;

• Capacidade da descarga de fundo: 300 m3/s;

• Potência Instalada: 94,8 MW;

• Volume da Barragem: 2,2 milhões de m3;

UHE Euclides da Cunha• Galgamento ocorreu na extremidade direita da crista da barragem que

estava 30 cm mais baixa.

• O transbordamento da barragem começou às 20:30 horas do dia 19/01 e a

ruptura às 03:30 horas do dia 20/01.

http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/12-05/tarde/Erton%20Carvalho/

CBDB-RELATOR-ERTON-XXX-SNGB.pdf

UHE Armando de Salles Oliveira (Limoeiro)

Dados da Barragem:

• • Local: Rio Pardo;

• • H máxima: 35 m;

• • Capacidade do vertedouro: 1800 m3/s

• • Potência Instalada: 28 MW

• • Volume da Barragem: 600.000 m3/s

• A ruptura da barragem Armando de Salles Oliveira que descarregava 1700

m3/s ocorreu às 04:00 horas do dia 20/01/1977.

http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/12-05/tarde/Erton%20Carvalho/

CBDB-RELATOR-ERTON-XXX-SNGB.pdf

Casos mais relevantes decorrentes do não

atendimento das regras operativas definidas em

modelo reduzido, manutenção e controle.

• Vertedouro da UHE Marimbondo;

• Vertedouro da UHE Salto Osório;

• Vertedouro Foz do Chapecó.

Vertedouro da UHE MarimbondoDados:

• Local: Rio Grande;

• H Máxima: 90m;

• Volume da barragem de Terra: 14 x 106m3;

• Volume de concreto: 1,2 x 106m3;

• Descarga de projeto do vertedouro: 21.400 m3/s

http://cbdb.org.br/xxxsngb/do

wnload/trabalhos_temas/12-

05/tarde/Erton%20Carvalho/

CBDB-RELATOR-ERTON-

XXX-SNGB.pdf

Danos decorrentes das operações assimétricas das comportas

http://cbdb.org.br/xxxsngb/downlo

ad/trabalhos_temas/1205/tarde/Ert

on%20Carvalho/CBDB-RELATOR-

ERTON-XXX-SNGB.pdf

Comporta do vertedouro da UHE Salto Osório

DADOS DA USINA / VERTEDOUROS

• Usina Hidrelétrica Salto Osório - Rio Iguaçu – Paraná;

• Capacidade Instalada: 1.078 MW;

• Início Operação Comercial: 1975;

• Tipo de Vertedouro: Controlado de superfície;

• Vertedouro 1: 5 comportas – Capacidade total 15.500 m³/s;

• Vertedouro 2: 4 comportas – Capacidade total 11.500 m³/s;

• Comportas tipo segmento: 20,77 x 15,30 m / 172 toneladas;

• Acionamento das comportas: por guincho mecânico;

• Supervisão e controle: local ou remoto.


• Acidente ocorrido em 26.09.2011, quando defluía pelo vertedouro 2.200 m3/s.

http://cbdb.org.br/xxxsngb/downlo

ad/trabalhos_temas/1205/tarde/Ert

on%20Carvalho/CBDB/RELATOR-

ERTON-XXX-SNGB.pdf


1. Não ocorreram alarmes de falhas no transdutor de posição ou sensores e a

sinalização do movimento da comporta foi interrompida. Pela lógica, a

sinalização teria permanecido ativa;

2. O desajuste no transdutor, manteve o comando de fechamento mesmo com a

comporta já fisicamente fechada;

3. O sensor fim de curso indutivo de fechamento falhou;

4. O motor permaneceu ligado, invertendo o sentido de enrolamento dos cabos

(d=40 mm) no tambor, no sentido contrário às ranhuras, ocorrendo a

sobreposição de camadas, provocando forte atrito entre o cabo e a chapa da

base, deformando-o até o seu rompimento.

UHE Foz do Chapecó

• Data: 28 e 29/06/2014

• Local: UHE Foz do Chapecó (Águas de Chapecó/SC)

• Fato: Entre 26 a 30/06/14 devido à quantidade de chuvas na região,

ocorreram grandes vazões (próximo a 30.000 m³/s) no Rio Uruguai, onde

está localizada a UHE Foz do Chapecó.

UHE Foz do Chapecó

Inspeção nas estruturas civis - constataram-se os seguintes danos:

• Margem direita: erosão no talude lateral da estrada de acesso à usina,

provocando interdição da via;

• Margem esquerda: erosão de estrada de acesso à área de jusante da

barragem;

• Erosão parcial do espigão (estrutura de proteção da barragem);

• Vertedouro: queda do muro intermediário do vertedouro.

UHE Foz do Chapecó

Visão geral do vertedouro durante a cheia

Fluxo de água erodindo o espigão

http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/1205/tarde/Erton%20Carvalho/

CBDB/RELATOR-ERTON-XXX-SNGB.pdf

Ana Luiza de Souza

Dúvidas ?

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