impactos - barragens

ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIAUNIVERSIDADE DO ALGARVE

CAPTULO VIII

BARRAGENS

REA DEPARTAMENTAL DE ENGENHARIA CIVILNCLEO DE HIDRULICA E AMBIENTE

Eng. Teixeira da CostaEng. Rui Lana

FARO, 28 de Fevereiro de 2001

DISCIPLINA DE HIDRULICA APLICADA - NCLEO DE HIDRULICA E AMBIENTE

ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA - UNIVERSIDADE DO ALGARVE

VIII-i

NDICE

8.0 - Barragens ...................................................................................................... 1

8.1 - Histria....................................................................................................... 1

8.2 - Planeamento............................................................................................... 2

8.2.1 - Objectivos .......................................................................................... 2

8.3 - Seleco do stio da barragem..................................................................... 2

8.3.1 - Topografia .......................................................................................... 3

8.3.2 - Fundaes .......................................................................................... 4

8.3.3 - Hidrologia ........................................................................................... 5

8.3.4 - Transporte de sedimentos.................................................................... 5

8.4 - Classificao de barragens .......................................................................... 5

Uso................................................................................................................ 5

Arquitectura ................................................................................................... 6

8.4.1 - Barragem gravidade............................................................................ 6

8.5 - Impacto no meio ambiente ........................................................................ 19

8.5.1 - Albufeira........................................................................................... 20



VIII-1

8.0 - Barragens

8.1 - Histria

A maior parte dos rios no mundo no tm caudal suficiente para satisfazer as

demandas de gua, especialmente durante as estiagens.

Desde tempos remotos que houve necessidade de armazenar as guas das chuvas de

modo a poder utiliz-las durante a poca seca.

As barragens no fazem mais do que fazer uma transferncia de gua no tempo em

oposio s adutoras que fazem fazem transferncia de gua no espao.

A primeira barragem, de que h memria, foi construda na Caldeia, no rio Tigre.

Outra barragem, muito antiga, foi construda no rio Nilo prxima de Mnfis.

Na ndia as barragens contam-se por milhares.

Quando os ingleses ocuparam a India encontraram, s no estado de Madrasta,

milhares de barragens de pequeno porte, todas destinadas irrigao. Uma delas, em

Ponniary, inundava 20.000ha.

Na ilha de Ceilo, quando os portugueses l desembarcaram, encontraram mais de

700 barragens.

Os rabes na Peninsula Ibrica construram centenas de barragens para rega, hoje

todas completamente assoreadas.

Os romanos deixaram numerosas barragens na Peninsula Ibrica. Em Portugal

existem vestgios de algumas, mencionadas no livro Aproveitamentos Hidrulicos Romanos

a Sul do Tejo de Antnio de Carvalho Quintela et alii, edio da DGRAH.

As maiores so Monte Novo (H = 5,7m; L = 52m), Almarjo (H = 5,2m; L = 55m),

Muro (em Campo Maior) (H = 4,6m; L = 50m) e Pises (H = 3,0m; L = 130).

Na actividade, desde o incio do sculo, construram-se milhares de barragens a

maioria destinada ao aproveitamento hidroelctrico.

As maiores do mundo, em volume de acumulao, so :

Owen Falls Uganda 204,8 109 m3

Bratsk URSS 169,3 109 m3

Kariba Zimbabwe 160,4 109 m3

Sadd-el-ali Egipto 157,0 109 m3

Akosombo Guiana 148,0 109 m3



VIII-2

A maior em gerao de energia, Itaipu (Brasil) com 12.000 MW.

Em Portugal a maior barragem a de Castelo de Bode com 115m de altura,

comprimento de 295,00 m e volume armazenado de 0,8 109 m3.

8.2 - Planeamento

8.2.1 - Objectivos

Existem vrios motivos para a construo de uma barragem:

a) - Controlo de cheias - devido ocupao humana e degradao da bacia s

vezes h necessidade de reter temporariamente grandes volumes de gua de modo a

evitarem-se inundaes, ou seja achatar-se o hidrograma de cheias

b) - Rejeitos ou mineraes - Cada vez mais comuns em reas maneiras estas

barragens destinam-se a conter as guas provenientes das mineraes, afim de evitar que as

substncias qumicas invadam os mananciais a jusante.

c) - Correco torrencial - Embora de pequeno porte destinam-se a mudar o

regime do rio, diminuindo-lhe a velocidade causadora de eroses e sedimentaes nocivas

a jusante.

d) - Conservao da gua - Destinam-se a armazenar as guas pluviais ficando-se

com uma reserva apta para qualquer perodo de carncia de gua.

d.1) - Gerao de energia hidroelctrica;

d.2) - Irrigao;

d.3) - Abastecimento humano e animal;

d.4) - Abastecimento industrial;

d.5) - Piscicultura;

d.6) - Recuperao de terras inundadas;

d.7) - Turismo e lazer;

d.8) - Navegao.

8.3 - Seleco do stio da barragem

A escolha do stio da barragem obedece a vrios factores que enumeramos a seguir.



VIII-3

8.3.1 - Topografia

A topografia, pode dizer-se, a chave que abre o projecto. A capacidade de

acumulao o factor mais importante.

A barragem dever ter o menor volume possvel em corpo e acumular o maior

volume possvel em gua. por isso que a escolha do local muito importante.

O stio da barragem dever ser onde o rio estreita aps um vale bem aberto e onde

o talvegue apresenta fraca inclinao ( inferior a 1%).

Para se determinar o volume de acumulao ter que se fazer um levantamento

topogrfico.

Para pequenas barragens (reas inundadas at 500ha) pode fazer-se um

levantamento topogrfico clssico nas escalas 1/2000 a 1/10.000 com curvas de nvel de 1

em 1m ou de 5 em 5m.

Para reas inundadas maiores (acima de 500ha) deve recorrer-se

aerotopogrametria.

Para se calcular o volume de acumulao h vrios processos.

Na planta obtida por processos topogrficos medem-se, a planmetro, as reas

referentes a cada curva de nvel.

Se a equidistncia, entre curva de nvel for pequena, por exemplo 1 ou 2m no

haver grande erro se calcularmos o volume atravs do somatrio dos volumes parciais

entre duas curvas de nvel.

+= + hAAV ii

21

sendo,

h equidistncia entre curvas de nvel.

Ai rea da curva de nvel I;

Ai+1 rea da curva de nvel imediatamente a seguir.

Se a equidistncia for grande (5m por exemplo) melhor aplica-se a seguinte

frmula.

( )113 ++ ++= iiii AAAAhV

sendo:



VIII-4

h equidistncia entre curvas de nvel.

Ai rea da curva de nvel I;

Ai+1 rea da curva de nvel imediatamente a seguir.

O volume total ser o somatrio dos volumes parciais.

Um outro processo, usado quando se deseja rapidez no levantamento, consiste em

seccionar a bacia hidrulica (futura) em vrios perfis transversais a distancias certas.

A semi-soma entre as reas de duas seces contguas multiplicada pela respectiva

distncia d-nos o volume parcial.

O volume total ser o somatrio dos volumes parciais.

+= + d

SSV ii

21

este levantamento pode utilizar-se apenas em bacias hidrulicas tipo salsicha sem

nenhum afluente e de conformao geomorfolgica bem homognea.

Uma vez obtidos os volumes parciais pode elaborar-se um mapa onde constem, em

cada cota, as respectivas reas e volumes.

Com este mapa poder elaborar-se o diagrama curva cota-rea-volume de valor

importantssimo para todo o processo de projecto e de futura operao do reservatrio.

Curva Cota-rea-Volume de uma barragem

Exemplo : Para uma altura hidrulica de 16m (altitude de 534m) a barragem acumula

2,26 106 m3 e inunda uma rea de 51ha.

O levantamento do sitio da barragem (planta, perfil, longitudinal e perfil transversal do

eixo) feito s escalas 1/500 e 1/1000.

Especialmente quando se trata de barragens de terra abrange uma rea relativamente

grande.

O perfil longitudinal do eixo deve ser extenso e cuidadoso um vez que sobre ele que

vo ser marcadas as sondagens e por onde no ser iniciadas as obras.

8.3.2 - Fundaes

Quando a vala um trecho de montanha, em forma de V, o normal encontrar-se

rocha na fundao e nas ombreiras. Neste caso a barragem aconselhvel ser de beto.



VIII-5

Quando o eixo se localiza em plancie, em vale muito aberto e de encostas pouco

ngremes pouco provvel que haja ocorrncia de rocha e a barragem aconselhvel ser a

terra.

Logo que o levantamento topogrfico esteja concludo imediatamente comeam as

investigaes geolgicas que compreendem abertura de poos de inspeco, sondagens a

trado, sondagens percusso (em solo) e sondagens rotativas (em rochas) alm de ensaios

mais sofisticados.

8.3.3 - Hidrologia

outro factor fundamental no projecto de uma barragem.

essencial que a bacia hidrogrfica tenha competncia para alimentar a bacia

hidrulica. De contrrio a barragem ficar super-dimensionada com custos sem retorno.

Tambm no convm o caso inverso de barragem sub-dimensionada ou seja a

barragem encher em uma fraco de ano hidrolgico o que significa que a bacia no foi

suficientemente aproveitada. Neste caso haver um funcionamento frequente do

descarregador de cheias com todos os inconvenientes de abraso das estruturas.

8.3.4 - Transporte de sedimentos

Uma bacia hidrogrfica, de material muito frivel, sujeita a grandes eroses, carreia

grande quantidade de sedimentos que podem comprometer a vida til da barragem.

Existem casos, raros, de barragens completamente assoreadas antes de 20anos de

uso.

8.4 - Classificao de barragens

As barragens podem classificar-se segundo o seu uso, arquitectura e materiais.

Uso

a) - Barragens de derivao - constitudas em rios perenes, ou perenizados por

barragens a montante, destinam-se a desviar a gua para canais ou adutoras.



VIII-6

b) - Barragens de armazenamento - destinam-se a armazenar as guas

excedentes, provenientes de chuvas, que sero utilizadas posteriormente. Uma barragem

deste tipo pereniza um rio intermitente.

c) - Barragens de atenuao de cheias - destinam-se a reter provisoriamente

grandes volumes de gua que iriam inundar terras e propriedades a jusante. Estes volumes

retidos so aproveitados, posteriormente, em gerao de energia e irrigao.

d) - Conteno de rejeitos - Situadas em zonas de minerao recebem os rejeitos

slidos e lquidos das minas e evitam a contaminao dos rios a jusante.

Arquitectura

Geralmente a arquitectura da barragem est relacionada com o tipo de vale e de

fundao e consequentemente do material empregue na construo.

Assim que as barragens podem ser rgidas (beto, alvenaria de pedra, madeira ou

ao) ou no rgidas (terra, enrocamento, gabio).

Barragens rgidas

So feitas de beto ou de alvenaria de pedra e podem ser de gravidade (peso), arco

ou abbada, contrafortes ou gravidade aligeirada.

Por serem de dimenses reduzidas abordarem, mais tarde, as barragens de madeira e

de ao.

Barragens do tipo gravidade

a mais rgida e requer uma cuidadosa manuteno aconselhvel em stios com boa

rocha compacta nas fundaes. O prprio peso que faz a sua estabilidade.

Tem o seguinte aspecto.

8.4.1 - Barragem gravidade

Pode ser de alvenaria de pedra, beto convencional ou beto compactado a rolo.

Para qualquer dos materiais o processo de dimensionamento o mesmo.

O projecto de uma barragem gravidade obedece aos seguintes requisitos :

a) - A fundao e as ombreiras do sitio devem ser suficientemente compactas para

suportar o peso da barragem.



VIII-7

b) - A fundao deve ser homognea e uniformemente elstica em todas as

direces, de modo que as suas propriedades possam ser interpretadas segundo a teoria da

elasticidade.

c) - A base da barragem deve ser bem assente na fundao e nas ombreiras.

d) - Devem ser tomados cuidados especiais a fim de que assegurada uma perfeita

unio entre beto e rocha.

e) - O beto dever ser uniforme em todos os pontos da estrutura devendo as suas

propriedades ser acompanhadas atravs de controlos de qualidade.

f) - Devem ser levados em conta os efeitos provocados por sismos, se se tratar de

uma regio sujeita a tremores de terra.

g) - A anlise da estabilidade deve provar possveis assentamentos diferenciais.

Foras que actuam numa barragem gravidade

Uma pequena barragem por gravidade est sujeita aos seguintes esforos :

a) - Presso da gua ou impulso I;

b) - Presso ascensional ou sub-presso Pa;

c) - Peso da barragem W.

Uma barragem resiste a todas as foras atravs do seu peso, da o nome gravidade.

Em consequncia a barragem deve se macio com o material construtivo apresentado

densidade elevada.

Em pequenas obras a anlise estrutural bidimensional fazendo-se as consideraes

sobre uma largura unitria.

Presso da gua ou impulso I

A presso da gua actua a 1/3 da altura de gua h (nvel mxima cheia NMC) e tem

o seguinte valor.

2

2hI a

=

g

sendo:

I impulso;

ga peso volmico da gua;



VIII-8

h altura da gua.

Peso da barragem W

tem o seguinte valor,

W = gb A

sendo:

W peso da barragem;

gb peso volmico do beto;

A rea da seco transversal da barragem.

O peso W actua no centro de gravidade da seco transversal.

Presso ascensional Pa

Tem o seguinte valor:

2

bhmP aa

=

g

sendo:

Pa presso ascensional ou sub-presso

m coeficiente de reduo;

ga peso volmico da gua;

h altura da gua na barragem;

b largura da barragem na fundao ( por 1m de comprimento)

Esta presso forma-se sob a fundao e tem sua origem nas fissuras, canculas e

poros existentes na rocha. Outrora ignorada nos clculos, a presso ascensional (tambm

chamada sub-presso) deu origem a muitos contratempos e problemas de estabilidade.

O valor de m pode ser igual a 1,0 se a fundao for fraca igual a 0,5 se a fundao

for compacta e receber tratamento adequado.

Quando existe galeria o diagrama toma o aspecto mostrado no desenho, com

reduo substancial da presso ascensional aps os furos de drenagem que ali se executam.

Barragens de BCR (beto compactado a rolo)

As barragens de gravidade so caras e de construo lenta. O beto convencional

exige vibrao e alto consumo de cimento.



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O aparecimento do Rollcrete ou RCC nos E.U.A. destinou-se a atenuar as duas

desvantagens acima mencionadas.

O RCC nos E.U.A. ou C.C.R. no Brasil (concreto compactado a rolo) pode ser

definido segundo ANDRIOLO como um beto de consistncia seca que, no estado

fresco, pode ser misturado, transportado, lanado e compactado por meio de

equipamentos usualmente utilizados em servios de terraplanagem ou enrocamento.

A primeira aplicao de BCR foi entre 1958 e 1964 na barragem de Alpe Yer -

Itlia (altura 178m e volume de 1.716.000m3) onde o beto foi lanado em camadas

horizontais, em lugar dos blocos tradicionais, uma tcnica mais de acordo com a das

barragens de terra, porque o beto foi transportado por camies e espalhado com tractor.

De ento para c a tcnica foi evoluindo e construram-se dezenas de barragens em todo o

mundo.

A partir da dcada de 80 o emprego de BCR passou a ser usual, obrigando reviso

de projectos previstos para beto convencional e at para terra.

O BCR apresenta as seguintes vantagens em relao s barragens de beto

convencional.

a) - Reduo do consumo de cimento;

b) - Reduo do uso de formas;

c) - Simplificao e reduo nas infra-estruturas de apoio no se notando diferena

na qualidade do produto final;

d) - Reduo do custo e do tempo de construo;

e) - Uso de equipamentos de grande produo semelhantes aos que se empregam

nas barragens de terra e enrocamento.

No que se refere s barragens de terra apresenta as seguintes vantagens :

a) - Economia substancial no descarregado pois fica inserido no da barragem. Na

barragem de terra h necessidade de se rasgar umas das ombreiras a fim de nela se

implantar o descarregador, soluo nem sempre fcil especialmente se as ombreiras forem

muito ngremes, o que sempre sucede em barragens de montanha;

b) - Economia na descarga de fundo uma vez que o comprimento menor;

c) - Economia nas tomadas de gua porque o comprimento menor e as torres

apoiam-se directamente no talude de montante (vertical);



VIII-10

d) - Facilidades no desvio do rio. O tempo de retorno de uma cheia de projecto

pode ser menor porque, se houver um galgamento durante a construo, os prejuzos so

insignificantes e que no sucede com as barragens de terra.

Um galgamento, durante a construo de uma barragem de terra, provoca enormes

danos ao meio ambiente devido ao arrastamento de enorme quantidades de sedimentos

para o rio, o que no sucede nas barragens de BCR.

e) - Reduo do prazo de construo. Na barragem de terra muitas vezes durante as

pocas pluviosas, h necessidade de suspender as obras. A construo de aterros com os

solos encharcados invivel;

f) - A tecnologia dos materiais mais homognea o que no sucede com os solos e

com os enrocamentos;

g) - Menores volumes de materiais a serem lanados;

h) - Menores reas de implantao o que d possibilidade de escolher a melhor

fundao;

i) - Diminuio da folga e da altura de laminao de cheia proporcionando um maior

volume de armazenamento;

j) - Maior grau de mecanizao;

k) - Possibilidade de se construir uma barragem por fases, relacionadas com a altura.

Em qualquer tempo pode-se altear a barragem.

Estado da arte do BCR

O BCR tem as mesmas tendncias das propriedades significativas do beto

convencional.

O BCR possui um teor de gua menor que o do beto convencional e menor teor de

pasta.

As anlises de estabilidade (tombamento, deslizamento) para uma barragem de BCR

so iguais s que se afectam para as barragens de beto convencional.

O consumo de cimento do BCR situa-se volta de 70kg/m3 de beto.

Uma desvantagem do BCR, que tem o principal motivo de controvrsias, a elevada

percolao que pode ocorrer atravs das camadas horizontais de beto. Percolaes e



VIII-11

infiltraes preocupantes ocurreram nas barragens de 1 e 2 geraes, embora no tenham

afectado a segurana.

Actualmente, afim de se minimizar as infiltraes, usam-se as seguintes tcnicas:

a) - Compactao em camadas, cuja altura varia de 0,30 a 0,70m, com cilindros

vibratrios lisos, de peso esttico superior a 15t.

b) - As camadas so inclinadas, subindo para montante em cerca de 1 a 2%.

c) - O paramento de montante, normalmente vertical, revestido com uma face de

beto convencional vibrado, com aditivos para lhe conferir maior impermeabilidade. A

seguir face colocado um selo de beto convencional, com 3m de comprimento e

espessura de 5cm.

d) - O paramento de jusante aps concluso, apresenta-se em degraus consequncia

da diminuio do comprimento das camadas. Estes so, tambm, revestidos com uma face

de beto convencional.

e) - Descarregador de perfil ?????, de beto convencional at uma certa cota; em

seguida concorda com os degraus do prprio macio e , atravs destes, que a gua escoa

at uma bacia de dissipao. os degraus servem para o descarregador quando os caudais

so pequenos (at 1000m3/s) e pouco frequentes. Em caso contrrio o descarregador ser

convencional.

f) - Galerias, com furos de drenagem, tal como nas barragens de beto convencional.

apresentasse um desenho referente barragem da Gameleira.

No vale do rio Gameleira, em Minas Gerais, para uma garganta estreita e rochosa foi

projectada uma barragem de terra. Na implantao da obra verificou-se que o

descarregador obrigava ao desmonte de 4.000 m3 de rocha muito alterada. O corte

originaria uma altura de 35m o que inviabilizou a obra, devido aos custos incompatveis,

trazidos pelos muros de suporte, com a importncia da obra.

A soluo de beto convencional revelou-se muito cara. Com o custo da barragem

de terra (29,6m de altura) apenas se construiria uma barragem de 12,00m e altura.

A barragem de BCR foi a soluo pois o descarregador ficou inserido no corpo da

barragem.



VIII-12

Durante a construo verificou-se uma interface vertical rocha/solo aluvionar (na

fundao) que iria trazer srios problemas para a barragem de terra, em virtude da sua rea

de implantao (1ha) ser muito grande.

A barragem de BCR ficou, in extremis, implantada totalmente em rocha s

(quartzito).

Barragem em arco

Podem ser curvas s em planta ou planta e perfil (duplo arco). So inseridas em vales

estreitos ou gargantas (canyons) e as fundaes e ombreiras tero que ser de rocha slida e

muito compacta.

Parte do impulso transmitido para as ombreiras devido aco do arco da seco.

O consumo de beto muito menor do que nas tipo gravidade de igual altura e

consequentemente o custo menor.

Contudo exige pessoal altamente especializado, em razo de rigor no projecto e no

controlo da obra, o que lhe reduz a vantagem adquirida no volume de beto.

Este tipo de barragens no utiliza a soleira normal para descarregador em razo da

sua pouca espessura. Em seu lugar utilizado a tlipa, de construo cara, funcionamento

hidrulico deficiente e limitada para vazes pequenas. Tambm so utilizadas, como

descarregadores, orifcios, abertos na barragem, normalmente comandados por comportas.

As foras que actuam numa barragem em arco so :

Impulso horizontal

Devido gua cuja direco normal seco do arco ao longo do raio.

P = gah

Altura das ondas

Apesar de ser pequeno o impulso das ondas, a altura das ondas tomada em

considerao, para estabelecimento da folga, uma vez que este tipo de barragem no pode

sofrer qualquer espcie de galgamento.

Foras ssmicas



VIII-13

Em regies onde haja tremores de terra.

Presso ascensional

Devido pequena rea acupada pela barragem e ainda s cuidadosa drenagem das

fundaes normalmente esta fora forada.

Barragens no rgidas

Incluem-se as barragens de terra e enrocamento.

Barragens de terra

As primeiras barragens da era moderna, destinadas essencialmente gerao de

energia, situaram-se em trechos montanhosos, onde os vales so encaixados e predominam

os afloramento rochosos. Foram escolhidos, como bvio, os locais mais apertados

(gargantas) e neles foram construdas barragens rgidas (gravidade, contrafortes ou arco).

Mas os bons locais foram-se esgotando e foram sendo, cada vez maiores, as

necessidades de gua, agora j no s para gerao de energia mas, especialmente, para

abastecimento das grandes cidades que foram surgindo, rapidamente, por todo o mundo.

Comearam a construir-se, cada vez mais, barragens no rgidas.

Uma barragem de terra no exigente nem nas fundaes nem nos materiais. Ela

molda-se a quase todas as fundaes e, com modernas tcnicas de mecnica dos solos e

terraplanagens, aceita uma enorme variedade de solos.

Os stios para barragens de terra localizam-se, regra geral, em vales de transio

entre a montanha e a plancie, no tero mdio dos rios. Os vales chegam a ser muito

abertos, com ombreiras suaves. Existem barragens com mais de 3km de extenso e h

barragens de terra com mais de 200m de altura.

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

construdas sobre qualquer tipo de fundao.

As barragens de terra so relativamente baratas e no exigem pessoal muito

especializado. A construo costuma absorver a mo de obra local. um dos recursos que

os governos lanam mo quando uma regio afectada por secas e h necessidade de

ocupar milhares de pessoas que normalmente trabalham na agricultura.



VIII-14

Tipos de barragens de terra

H trs tipos principais de barragens de terra de acordo com os solos utilizados de

construo.

a) - Barragem de aterro homogneo;

b) - Barragem zonada;

c) - Barragem com ncleo.

Barragem de aterro homogneo

utilizado somente um nico tipo de solo. As partes principais de uma barragem

deste tipo so:

a) - Aterro propriamente dito, cujos taludes tm inclinaes que constam dos

quadros a seguir, entendendo-se por esvaziamento brusco ou rpido o que apresenta

velocidades mnimas de descida de nvel de 15cm por dia;

b) - Filtro ou dreno vertical ou inclinado constitudo por areia seleccionada de

granulometria adequada ao tipo de solo utilizado, ou por brita confinada em geotextil;

c) - Filtro, dreno ou tapete horizontal constitudo por areia seleccionada de

granulometria adequada ao tipo de fundao, ou por brita confinada em geotextil.

Sujeito a esvaziamento rpido Smbolo de grupo do solo Montante Jusante

No GW, GP, SW, SP

GC, GM, SC, SM

CL,ML

CH, MH

No adequado

(Permevel)

2,5:1

3:1

3,5:1

No adequado

(Permevel)

2:1

2,5:1

2,5:1

Sim GW, GP, SW, SP

GC, GM, SC, SM

CL,ML

CH, MH

No adequado

(Permevel)

3:1

3,5:1

4:1

No adequado

(Permevel)

2:1

2,5:1

2,5:1

Quadro 8.4.1.1 - Inclinaes dos taludes de barragens homogneas, sobre fundaes estveis



VIII-15

d) - Cut-off - parte do aterro que se insere na fundao. Quando esta de boa

qualidade no se utiliza cut-off embora a fundao seja toda escarificada e preparada para

receber o aterro.

e) - Proteco do talude de montante com enrocamento lanado (rip-rap) ou

arrumado, ou por lajes de beto ou ainda por tapete asfltico. A tabela a seguir d-nos a

espessura mnima do enrocamento que depende do fetch.

fecth o maior comprimento da albufeira sobre o qual caminha o vento que vai

incidir sobre o talude de montante. Para este clculo h necessidade de se conhecer a

direco, a intensidade e a frequncia dos ventos dominantes.

fetch(km)

Espessura mnima(cm)

< 1,5 454,0 608,0 75

>10,0 90

Quadro 8.4.1.2 - Espessura do enrocamento sobre taludes de 3:1

Quando o talude de montante revestido com laje de beto ou tapete asfltico tem

que se colocar enrocamento no ltimos metros, at ao nvel da crista.

O enrocamento ou rip-rap assenta sobre camadas de transio constitudas por brita

e areia, ou sobre geotextil.

f) - Proteco do talude de jusante com vegetao adequada (relva ou capim), laje

de beto ou enrocamento arrumado (espessura mnima de 30cm).

g) - Crista protegida com uma camada de brita (10cm) ou por asfalto se nela passar

uma estrada. A largura da crista costuma ser calculada pela seguinte frmula.

WH= +5

3

sendo:

H altura da barragem (m);

W largura da crista (m).

Para facilidade na construo a largura da crista deve ser maior do que 4,00m.

h) - Descarga de fundo destinada a poder aproveitar a gua armazenada.

Normalmente situa-se uns metros acima do talvegue afim de se manter um certo volume



VIII-16

morto (poro) preservando-se os peixes no caso de esvaziamento total, quando se trata de

uma pequena barragem.

i) - Tomada de gua, situada a nvel mais elevado, destinada ao abastecimento

humano, aproveitando-se a decantao natural da gua.

j) - Descarregador de cheias destinado a restituir ao rio as guas de grandes cheias e

aps o NPA (Nvel de Pleno Armazenamento) ter sido atingido.

k) - Drenagem das guas de chuvas, que caem sobre o aterro, constituda por

canaletes e tubos.

Para evitar o galgamento ou trasbordamento (over-topping), o que seria desastroso,

a barragem deve dispor de uma folga adequada, cujos valores so dados pela tabela a

seguir e de uma altura de laminao de cheia.

fetch (km) Normal (m) Mnima (m)

< 1,5 1,2 0,9

2,0 1,5 1,2

4,0 1,8 1,5

8,0 2,4 1,8

16,0 3,0 2,1

Quadro 8.4.1.3 - Folgas normal e mnima

Alm da folga h que se prever tambm a altura da lmina sobre o descarregador.

Barragens zonadas

Quando no existem solos apropriados, em quantidade suficiente, o que sucede com

muita frequncia, recorre-se ao tipo zonado que no mais do que o aproveitamento dos

solos mais fracos para aterros estabilizadores e do melhor solo para o ncleo central.



VIII-17

Tipo Sujeito a esvaziamento

rpido

Solos dos macios

laterais

Solos do

ncleo

Montante

(x)

Jusante

(y)

Ncleo

mnimo

Condio no crtica Enrocamento

GW, GP

SW (seixo)

SP (seixo)

GC,GM

SC, SM

CL,ML

CH, MH

2:1 2:1

Ncleo

mximo

No Enrocamento

GW, GP

SW (seixo)

SP (seixo)

GC, GM

SC, SM

CL, ML

CH, MH

2:1

2,25:1

2,5:1

3:1

2:1

2,25:1

2,5:1

3:1

Ncleo

mximo

Sim Enrocamento

GW, GP

SW (seixo)

SP (seixo)

GC, GM

SC, SM

CL, ML

CH, MH

2,5:1

2,5:1

3:1

3,5:1

2:1

2,25:1

2,5:1

3:1

Quadro 8.4.1.4 - Inclinaes de taludes de barragens zonadas, sobre fundaes estveis

s vezes h necessidade de colocar filtros entre as diferentes zonas.

Barragem com ncleo

As primeiras barragens de terra, da era contempornea, possuam ncleo de beto ou

alvenaria que a experincia revelou no ser uma boa soluo dada a incompatibilidade, por

envolver fenmenos de percolao, entre o beto e os solos, especialmente os da fundao.

O ncleo de beto constitui uma anisotropia perniciosa para o aterro de solos.

O material do ncleo passou, ento a ser solo argiloso.

O conceito de ncleo feito de beto est praticamente posto de lado desde que

apareceram as barragens zonadas.

Barragens de enrocamento

A primeira barragem de enrocamento foi construda na Califrnia, na Sierra Nevada

em 1850, para atender demanda de gua nos garimpos e mineraes. Naquela regio no

havia solos para construir barragens de terra, como era comum nas mineraes de ouro. A

abundncia de rochas, rvores e explosivos levou adopo de uma nova tcnica que

rapidamente se lastrou por todo o mundo.

Existem hoje milhares de barragens de enrocamento.



VIII-18

A barragem de Paradela, em Portugal tem 110m de altura.

Uma barragem de enrocamento um macio formado por fragmentos de rocha

compactados em camadas cujo peso e imbricao colocaram entre si a estabilidade do

corpo submetido ao impulso hidrosttico. A impermeabilizao conseguida atravs de

duas maneiras:

a) - Ncleo argiloso compactado que pode ser vertical ou inclinado;

b) - Face impermevel (estanque) sobre o talude de montante. Esta face pode ser de

beto, asfalto, metal, plstico, etc.

No primeiro caso (ncleo argiloso) os materiais utilizados devem ter caractersticas de

baixa permeabilidade, a fim de garantir caudais mnimos de percolao, baixa erodibilidade

(pouco risco no carreamento de finos) e alta deformabilidade.

A deformabilidade limita as fissuraes que ocorrem durante a construo e aps o

enchimento da albufeira. Em suma, o ncleo deve ser constitudo por materiais que

apresentem alta resistncia ao cisalhamento.

As barragens com face de beto, ou outro material, tm sido motivo de acesas

controvrsias devido a ms experincias anteriores, onde ocorreram grandes infiltraes

provocadas por fissuraes. Mas estas barragens tm vindo a ser aperfeioadas por

apresentarem vantagens como sejam:

a) - Menor custo;

b) - Maior rapidez na construo;

c) - No h possibilidade de ruptura por eroso interna como sucede no ncleo

argiloso, quando h grandes deformaes do macio.

A compactao do macio, inicialmente muito deficiente, era conseguida com

passagem de tractores pesados (tipo D8 ou D9) resultando um corpo compressvel.

Actualmente a compactao feita com rolos vibratrios metlicos lisos, com peso

esttico superior a 9t. estes rolos so muito eficientes na compactao de camadas de

enrocamentos at 1m de espessura. O problema dos assentamentos, que se verificarem na

1 e 2 geraes destas barragens, foi assim, praticamente eliminado.

A palavra enrocamento (rockfill) define um conjunto no coerente de fragmentos de

rocha cuja granulometria constituda em 70% por partculas maiores que 1/2 (12,5mm)

com uma fraco no mximo 30% (o ideal ser 10%) de partculas que passam no peneiro



VIII-19

n 4 (4,8mm). Um enrocamento bem graduado (com alguns finos) tem resistncia e

compressibilidade maiores do que um enrocamento mal graduado (uniforme).

A mxima dimenso de blocos dever ser menos (80%) do que a espessura da

camada compactada. Os blocos maiores devem ser empurrados para s taludes externos.

Para espessura da face de beto utiliza-se a frmula,

e = 0,3 + 0,003H (m)

sendo,

H altura da barragem.

A inclinao dos taludes situa-se em torno de 1,5 a 1,8

Ncleo argiloso 1 V 1,5 a 1,8 H

Face de beto 1 V 1,2 a 1,3 H

A largura da crista sempre maior do que 10m a fim de facilitar a construo.

Para amortecimento das ondas costuma colocar-se um rip-rap, constitudo por

grandes blocos de pedra, no talude de montante das barragens com ncleo argiloso.

Nas barragens com face a montante costuma prolongar-se a laje, na vertical e junto

crista, de modo a formar um muro guarda-corpo que corta as ondas.

Para a armadura da face de beto normalmente utiliza-se uma malha de ao, de

seco correspondente a 0,5% da seco do beto, colocada no centro da laje.

So previstas juntas verticais com PVC e eventualmente juntas horizontais. O

espaamento das juntas geralmente de 10m.

8.5 - Impacto no meio ambiente

Na construo de uma barragem h tambm preocupao com o meio ambiente.

Pode dizer-se que hoje so iguais os cuidados com a segurana e com o meio ambiente.

Embora, inicialmente, se verifique uma certa agresso ao ambiente, com a construo

duma barragem, h tendncia para um reequilibrio de factores. ao fim de uns anos

estabelece-se uma nova harmonia ambiental, especialmente no meio aqutico que surgiu.

At dcada de 70, na construo de barragens, no havia a preocupao de se

considerar o impacto sobre o ambiente.



VIII-20

S existia o binrio custo-benefcio. Actualmente, j na fase preliminar, se avaliam as

implicaes que adviro com a barragem.

Os efeitos que uma barragem provoca no ambiente podem sintetizar-se a seguir.

8.5.1 - Albufeira

a) - Terra : a criao de um lago inunda terra, a maioria das vezes solo arvel e

obriga retirada dos agricultores. As terras marginais ao lago, embora no sejam

inundadas, sero tambm afectadas, no s pela oscilao do nvel do lago, como tambm

pela gua capilar. A descida do nvel pode provocar salinizao das margens, caso a gua

ou as terras contenham sais. Se o lago abranger reas onde h estrangulamento de vales

poder haver deslizamento de encostas. O preo da terra expropriada motivo de grandes

questes judiciais que , s vezes, se arrastam durante anos.

b) - Deslocamento das populaes : a formao de uma albufeira, num vale muito

povoado, obriga ao deslocamento de populaes inteiras para outras regies e morte de

povoados e vilas. um processo traumatizante, que as melhores indemnizaes no

cobrem.

A mudana de populaes tem , s custos superiores da prpria construo

c) - Vida selvagem : o enchimento do lago pe os animais em pnico e obriga-os a

refugiarem-se nas poucas ilhas temporrias, que s vezes surgem, nos pontos mais altos. A

captura, e posterior libertao em outros locais, cara e morosa e por isso negligenciada.

por isso que a maioria das vezes, estas operaes so levadas a cabo por entidades

mundiais. Foi o que sucedeu na barragem do Kariba e do Assuo. Infelizmente apesar de

todos os esforos, sempre perecem milhares de animais.

d) - Arqueologia : a albufeira pode inundar obras antigas de valor incalculvel. Foi o

que sucedeu com a barragem do Assuo no Egipto. Graas aos esforos mundiais foi

possvel transferir para outro local, o templo Abu-Simbel. Na barragem de Alcantara, em

Espanha, houve necessidade de deslocar o eixo da barragem para montante, a fim de

preservar uma bela ponte romana em arcos mltiplos.

e) - Antropologia : A futura albufeira poder destruir antigos povoados ou

cemitrios de indiscutvel valor histrico. A inundao de um cemitrio um forte motivo



VIII-21

para resistncias. Igrejas so bandeiras para a resistncia implantao de uma

barragem.

f) - Esttica : raramente uma barragem no melhora a paisagem. Um espelho de

gua, entre montanhas, sempre um agradvel cenrio. Hoje h a preocupao de

melhorar todo o sistema paisagstico atravs da implantao de florestas adequadas.

g) - Qualidade da gua : quando um rio represado altera-se a qualidade da gua.

Com efeitos benefcios apontamos a reduo da turbidez, da dureza, da cor, do DBO e

diluio dos poluentes. Mas h efeitos adversos como a pouca aerao que provoca o

aumento das algas e estratificao trmica.

h) - Eutrofizao : o enriquecimento de corpos de gua, parada ou estagnada,

atravs de nutrientes trazidos por outras guas. O resultado um excessivo crescimento de

algas com efeitos adversos na vida dos peixes. A eutrofizao excessiva de uma albufeira

pode provocar o aumento desmesurado de flora aqutica comprometendo a vida til do

lago. H casos em que tem comprometido a navegao em grandes lagos.

Quando as albufeiras recebem esgotos domsticos ou industriais h uma eutrofizao

rpida, de efeitos danosos.

i) - Estratificao trmica : Num lago as temperaturas ficam estratificadas de

acordo com as profundidades. Cada estrato possui suas caractersticas prprias de fauna e

flora. A oscilao brusca da gua e a eutrofizao podem alterar todo o equilbrio da

temperatura.

j) - Sedimentos : a gua das chuvas transporta sedimentos em suspenso e atravs

de arrasto (carga de leito). As primeiras - transporte slido em suspenso, ou diluio so

retidos atravs da sedimentao/decantao.

Pelos descarregadores de cheias sai gua mais limpa, com menos sedimentos, o que

pode comprometer a vida ribeirinha a jusante. H peixes que se alimentam destes

sedimentos. Um caso, muito conhecido, o da barragem do Assuo que privou o delta do

Nilo dos sedimentos necessrios agricultura e ao alimento do pescado (sardinha)

existentes na foz do rio.

Os sedimentos sujeitos a arrasto (carga de leito) so retidos na entrada da albufeira

formando um delta pluvial.



VIII-22

k) - Regime do rio : quando um rio barrado e sua gua desviada para irrigao, h

trechos do rio que ficam praticamente secos causando problemas:

k.1) - Alterao do regime do rio que fica com as condies hidrulicas modificadas;

k.2) - Morte dos peixes;

k.3) - Criao de passagens para animais selvagens que poder desequilibrar todos

os ecossistemas;

k.4) - Se for uma fronteira internacional, criao de uma passagem clandestina de

pessoas.

actualmente a construo de uma barragem obriga manuteno constante de

caudal ecolgico que varia consoante a importncia do rio e suas condies anteriores de

fluxo.

l) - Inundaes : especialmente em centrais hidroelctricas existe o efeito de grandes

descargas peridicas, em pocas de estio, o que pe em alvoroo as populaes a jusante.

Os relatrios AIA Avaliao de Impacte Ambiental obrigatrios, actualmente no

projecto de barragens, apresentam tambm, um estudo sobre a onda de cheia proveniente

da rotura da barragem.

m) - Doenas veiculadas pela gua : nos trpicos as doenas veiculadas pela gua

constituem srias ameaas para a sade das populaes. por isso que, ao construir-se

uma barragem, deve merecer especial ateno a parte referente a estas doenas.

As principais doenas veiculadas pela gua parada so :

Esquistossomose (ou bilharziose) o caracol o hospedeiro desta doena cujo

ciclo inclui o homem. Existe em guas estagnadas que ocorrem em depresses que ficam

separadas da albufeira logo que se d um refluimento no nvel.

Malria ou paludismo, transmitida por um mosquito cuja larva tem o seu incio em

guas estagnadas.

Oncocercose, transmitido por um mosquito que gosta de viver em guas batidas

(cachoeiras, quedas de gua). Esta doena pode provocar a cegueira.

n) - Peixe : em todas as albufeiras pode ser praticada a piscicultura com bons

resultados. Quando o lago de grandes dimenses obrigatria a construo de passagens

e escadas para peixes. Estas escadas permitem a passagem do peixe da albufeira para o rio

e vice-versa.



VIII-23

o) - Florestas sujeitas a fogos : quando o acesso albufeira permitido torna-se

grande o risco de incndios nas florestas que margeiam os lagos ou que ocupam a sua bacia

hidrogrfica. A perda de florestas ir ocasionar um aumento do coeficiente de escoamento

provocando eroso e consequente assoreamento do lago.

Em muitas barragem criado o servio especial de incndios.

p) - Sismicidade induzida : hoje um consenso que os grandes corpos de gua de

barragem podem produzir pequenos sismos, a muitos quilmetros de distncia e em regies

completamente estranhas bacia hidrogrfica do rio onde se situa a barragem.

q) - Mudana de clima : uma barragem pode alterar as condies climticas

estritamente locais . No h nada, at hoje, que prove que um lago alterou o clima de

uma regio.

r) - Impactos da construo : a construo de uma barragem provoca um grande

impacto sobre a vida, as populaes e o meio ambiente da regio. A construo de uma

barragem implica :

r.1) - Abertura de novos acessos que originam desflorestao e eroso;

r.2) - Poluio do rio atravs de:

r.2.1) - Sedimentos provenientes de escavaes;

r.2.2) - Construo e remoo de ensecadeiras;

r.2.3) - guas conspurcadas por centrais de betonagem;

r.2.4) - Vazamentos de leos;

r.2.5) - Aguas aquecidas;

r.2.6) - Detritos de varia ordem.

r.3) - Maiores riscos de fogos;

r.4) - Barulhos excessivos;

r.5) - Fumos, poeira e ps;

r.6) - Desequilbrio social devido chegada de numerosos elementos com outros

hbitos e comportamentos.

impactos - barragens

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