GEOLOGIA DE BARRAGENS

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE TANGARÁ O DE MATO GROSSO

CAMPUS UNIVERSITÁRIO TANGARÁ DA SERRA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

INTRODUÇÃO

Uma barragem, açude ou represa, é uma barreira artificial, feita em cursos de água para a

retenção de grandes quantidades de água.

A segurança das barragens, pequenas ou grandes, deve ser observada com muito cuidado,

pois os desastres devido ao rompimento de barragens causam grandes prejuízos materiais e

humanos.

As finalidades das barragens são, principalmente, as seguintes: abastecimento de água

doméstica e industrial, irrigação, geração de energia, navegação, controle de enchentes,

controle de poluição, recreação, criação de peixes e retenção de detritos.

De acordo com os materiais utilizados na sua construção, as barragens dividem-se em:

barragens de terra; barragens de enrocamento; barragens de concreto, que podem ser

subdivididas em gravidade maciça, de contraforte, de gravidade aliviada, em arco, em

abóbora ou cúpula; e barragens de construção mista.

Elementos de uma barragem

• Paramentos ou Barramentos

• Coroamento

• Encontros

• Fundação

• Descarregador de cheia ou Vertedouro

• Tomadas de água

• Escada de peixes

• Eclusas ou Comportas

• Descarregador de fundo

TIPOS DE BARRAGENS

As barragens podem ser classificadas em dois grandes grupos:

- barragens de concreto

- barragens convencionais de terra e/ou enrocamento.

Barragem de concreto:

- Gravidade;

- Arco;

- Contraforte.

Barragem de Concreto por Gravidade

São constituídas por uma parede de concreto que resiste pelo próprio peso à

impulsão da água e transmite as solicitações à fundação.

Barragem de Concreto em Arco

São construídas em vales mais apertados, podendo desta forma a altura ser

maior que a largura.

BARRAGEM EM CONTRAFORTES

Também é uma barragem de concreto e possui estrutura semelhante à

barragem de gravidade, porém com o uso de contrafortes para suavizar a

estrutura. Gera um aumento de compressão na fundação.

Possibilita uma maior economia de concreto, mas necessita controle

geológico maior.

BARRAGENS DE TERRA

A grande vantagem da barragem de terra é que a mesma não é exigente ela

molda-se a quase todas as fundações e, com modernas técnicas de mecânica dos

solos e terraplanagens, aceita uma enorme variedade de solos.

A grande vantagem das barragens de terra sobre as outras é que podem ser

construídas sobre quase todo tipo de fundação.

Barragem de Seção Homogênea

Barragens homogêneas são aquelas executadas com solo compactado. Apesar

da denominação de homogênea, as seções destas barragens não são executadas

com a utilização exclusiva de um único material; podem ser executadas também

com o emprego de solos compactados com diferentes características.

As barragens homogêneas, executadas em solo compactado, possuem no seu

interior filtro drenante, e na sua fundação a jusante drenante para controle de

fluxo, subpressões e intercepto de fluxo pelo corpo da barragem

Barragens Zoneadas

A denominação de barragem zoneada se dá quando na seção da barragem

não apresenta a predominância de um único material, como é o caso das

barragens Homogênea.

A escolha desta seção se dá em função da otimização dos materiais

disponíveis na região. Barragens zoneadas devem sempre conter um núcleo

impermeável para se garantir a estanqueidade do barramento.

ORIGEM ETIMOLÓGICA

De acordo com Domingues, 1979 a palavra Topografia tem origem Grega

onde:

Tophos – lugar

Graphen - descrever

RESUMO HISTÓRICO

Há registros

1400 aC.

OBJETIVO

É a obtenção das dimensões (lineares, angulares, superfície), contornos

(perímetro)e posição relativa (localização em relação a uma direção de

referência) de uma parte da superfície terrestre.

IMPORTÂNCIA

É a base de qualquer projeto, seja ele de arquitetura ou Engenharia.

Exs. Obras viárias, núcleos habitacionais, sistema de esgotamento, usinas

hidrelétricas, aeroportos, construção de barragens, paisagismo, urbanismo

etc.

GEODÉSIA

É uma ciência que se ocupa dos processos de medição e especificações

para o levantamento e representação cartográfica de uma grande

extensão da superfície terrestre, levando-se em consideração a curvatura

terrestre.

DIFERENÇAS ENTRE TOPOGRAFIA E GEODÉSIA

TOPOGRAFIA GEODÉSIAEXTENSÕES LIMITADAS

GRANDES EXTENSÕES

PLANTA OU DESENHO

CARTA OU MAPA

NÃO LEVA EM CONSIDERAÇÃO A CURVATURA DA

TERRA

LEVA EM CONSIDERAÇÃO A

CURVATURA TERRESTRE

LIMITES DE ATUAÇÃO

Varia de acordo com diversos autores;

Levantamento Topográfico, da ABNT, considera um plano de projeção

limitado a 50 km(NBR13.133/94).

Acima de 50 km as medições sofrem influenciam da curvatura natural da

terra.

ESQUEMA TOPOGRÁFICO

PLANO TOPOGRÁFICO

SUPERFÍCIE DA TERRA

S

A B’

B

0

REPRESENTATIVIDADE

TOPOGRAFIA

TOPOMETRIAPLANIMETRIAALTIMETRIA

TOPOLOGIA OU GEOMORFOGENIA

TAQUEOMETRIA

FOTOGRAMETRIA

TERRESTRE OU FOTOGRAFIA AÉREA OU AEROFOTOGRAMETRIA

DIVISÕES DA TOPOGRAFIA

MODELOS TERRESTRES

No estudo da forma da terra,podemos considerar 4 formas:

1. Modelo real- altas deformações;

2. Modelo Geoidal- acompanha a superfície dos mares;

3. Modelo Elipsoidal – É definido pelas coordenadas geográficas;

4. Modelo esférico- foge da realidade,porém é o mais usual e simplificado.

MODELO GEOIDAL

MODELO ELIPSOIDAL

MODELO ESFÉRICO

Coordenadas geográficas

Com base na rede geográfica, podemosdeterminar as coordenadas, ou seja, alatitude e a longitude, de qualquer pontosituado sobre a superfície terrestre.

Para determinação da latitude, sãoconsiderados os paralelos, enquanto quepara a longitude levamos em consideraçãoos meridianos.

APLICAÇÕES

Volume mensurável

Aterro

Corte

Greide

Corte

Cotas

PPPP

Perfil do Terreno

Estacas

TOPOLOGIA

Estudo do relevo

Áreas de Atuação:

a) Engenharia Civil:

a.1) Edificação: levantamento plani-altimétrico do terreno para execução de projeto;

locação de projeto; controle de prumadas, níveis e alinhamentos.

a.2) Estradas (Rodovias e Ferrovias): reconhecimento do terreno; levantamento

plani-altimétrico; locação da linha básica; terraplenagem (volume de corte ou aterro);

controle e execução e pavimentação; implantação de sinalização horizontal;

a.3) Barragem: levantamento plani-altimétrico; determinação das áreas submersas;

controle e execução de prumadas, níveis e alinhamentos.

a.4) Outras Atribuições: saneamento de água e esgoto; construção de pontes,

viadutos,túneis, portos, canais, arruamentos e loteamentos.

b) Engenharia Mecânica: locação de base de máquinas e nas montagens

mecânicas de alta precisão.

c) Engenharia Eletrotécnica: utilizada nas hidrelétricas, subestações e

linhas de transmissão.

d) Engenharia de Minas: levantamentos de galerias de mineração.

e) Agricultura: definição das curvas de nível e desnível para as

plantações e irrigações.

A escala pode ser apresentada sob a forma de:

- fração : 1/100, 1/2000 etc. ou

-proporção : 1:100, 1:2000 etc.

Podemos dizer ainda que a escala é:

- de ampliação : quando L (Ex.: 2:1)

- natural : quando = L (Ex.: 1:1)

- de redução : quando L (Ex.: 1:50)

A escala pode ser apresentada sob a forma de:

- fração : 1/100, 1/2000 etc. ou

-proporção : 1:100, 1:2000 etc.

Podemos dizer ainda que a escala é:

- de ampliação : quando L (Ex.: 2:1)

- natural : quando = L (Ex.: 1:1)

- de redução : quando L (Ex.: 1:50)

Principais Escalas e suas AplicaçõesESCALA EQUIVALÊNCIA EMPREGO

1 km (terreno) 1 cm (desenho)

1/100 10 m 1m Detalhes de edifícios, Terraplenagem, etc.

1/200 5 m 2 m

1/250 4 m 2,5 m

1/500 2 m 5 m Planta de fazenda

1/1000 1 m 10 m Planta de uma vila

1/2000 0,50 m 20 m Planta de uma propriedade, planta cadastral

1/1250 0,80 m 12,5 m Antigo cadastro

1/2500 0,40 m 25 m

1/5000 0,20 m 50 m Planta pequena cidade

1/10.000 0,10 m 100 m Planta de grande propriedade

1/50.000 0,02 m 500 m Carta de diversos países

1/100.000 0,01 m 1.000 m Carta de grandes países

1/200.000 0,005 m 2.000 m Carta aeronáutica

1/500.000 0,002 m 5.000 m Carta reduzida (grande carta inter-Nacional do mundo)

1/1.000.000 0,001 m 10.000 m

MAPEAMENTO GEOLÓGICO

A construção de grandes obras civis e o uso adequado do solo exige o

conhecimento prévio das condições geológico dos terrenos.

O mapeamento geotécnico é uma importante ferramenta para organizar e

pesquisar dados. Permite consultas em uma ampla base de informações de

modo rápido, podendo criar diversos cenários para auxiliar em tomadas de

decisões no planejamento e projeto de obras, além de permitir a gradual

implementação de novas informações à base de dados existente

No planejamento e construção de barragens tem como objetivo identificar os

conjuntos contínuos e homogêneos das rochas de fundação, bem como

determinar as suas fronteiras e as propriedades dos materiais pertencentes

aos mesmos, e tentar identificar e caracterizar o melhor possível as

descontinuidades eventuais.

As cartas e mapas de geologia de engenharia podem ser elaboradas com o objetivo de atender às obras civis e ao

planejamento ambiental e territorial, podem aparecer nas mais diversas fases de desenvolvimento das obras civis.

Etapa de inventário: Avaliar as condições regionais em relação à obra civil em questão.

Etapa de viabilidade: Fornecer subsídios para a seleção de locais mais favoráveis à implementação da obra.

Avaliações ambientais: Apresentar informações com a finalidade de sanar dúvidas a respeito dos problemas ambientais.

Projeto básico: Apresentar dados geológicos – geotécnicos detalhados atendendo as necessidades do pré-projeto e dos

condicionantes ambientais.

Projeto executivo: Conter as informações obtidas no início da obra, possibilitando um redirecionamento das diretrizes

construtivas.

Manutenção e monitoramento: Indicar os resultados e as modificações ocorridas, desde o início até a fase de desativação.

Desativação e continuidade de uso: Conter informações geológico-geotécnicas sobre a área afetada e as mudanças

ocorridas na etapa anterior.

ESTUDO HIDROLÓGICO

Tem como objetivo a definição das características hidráulicas da obra, investigando o

rendimento hídrico do rio, a capacidade do reservatório (evaporação, perdas eventuais,

evapotranspiração, infiltração, etc.), a quantidade d'água necessária para as finalidades da

obra, a taxa anual de deposição de sedimentos no reservatório, a intensidade e frequência

das cheias (capacidade do sangradouro), as condições da água subterrânea (tipo de

fundação).

Deve-se também dar atenção especial ao comportamento hidrogeológico, uma vez que a

presença da água causa grande impacto em todas as partes de uma estrutura.

Conforme o tipo de rocha a água nela armazenada comporta-se de maneira diferente. Em

rochas porosas a velocidade de deslocamento e capacidade de armazenamento são maiores

que em rochas cristalinas.

Alterações causadas por barragens

A construção de barragens podem acarretar em diversos impactos ambientais

(alterações) de ordem física, biológica e antrópica.

Alterações físicas

As modificações climáticas;

Inundação de jazida de minérios, áreas de plantio e sítios arquiológicos;

Erosão de margens do rio;

Potêncialização de abalos sísmicos na região;

Eutrofização do ambiente.

Alterações bióticas

Desaparecimento de espécies endêmicas;

Ploriferação de plantas aquática;

Alteração na migração dos peixes;

Alterações na composição da fauna.

Alterações antrópicas

População necessitam ser movidas;

Alteração no fluxo populacional regional.

IMAGENS

Clima

Este é um dos principais fatores a ser considerado quando se quer construir uma

barragem, seja ela para uso de geração de energia, para fins de irrigação ou retenção

de grande volume de água a evitar se inundações. Para tanto, deve ser realizados

estudos para a caracterização climáticas da região.

Devemos considerar o clima e seus efeitos em relação às barragens através de

duas vertentes: os efeitos provocados pelo clima nas barragens e os efeitos

que estas podem provocar no clima.

Devemos considerar o clima e seus efeitos em relação às barragens através de

duas vertentes: os efeitos provocados pelo clima nas barragens e os efeitos

que estas podem provocar no clima.

Efeitos do clima nas barragens

As variações nos fatores climáticos podem acarretar grandes danos e percas

econômica bem como inviabilidade de alguns projetos:

Variações na prescipitação;

Gradiente térmico;

Mudanças climáticas.

Efeitos de uma barragem no clima

Temperatura;

Umidade Relativa;

Insolação;

Ventos;

Efeito estufa.

Segurança de/em Barragem

Projeto

Construcao

Manutencao

Falhas Geológicas Mestras

legislação

monitoramento geológico periódico

BACIA DE RECEPÇÃO

Armazenamento de água

Capacidade de carga e a quantidade de água

Agentes de risco

estabilidade do terreno