Segurança de Barragens

Question 1

Conceito de Barragens em Mineração?

Answer 1

barragens, barramentos, diques, reservatórios, cavas exauridas com barramentos construídos, associados às atividades desenvolvidas com base em direito minerário, utilizados para fins de contenção, acumulação ou decantação de rejeito de mineração ou descarga de sedimentos provenientes de atividades em mineração, com ou sem captação de água associada, compreendendo a estrutura do barramento e suas estruturas associadas;

Question 2

Quais os Tipos de Barragens?

Answer 2

• Barragens de Concreto Gravidade
• Barragem de Concreto Estrutural com Contraforte
• Barragem em Arco de Dupla Curvatura
• Barragem de Terra
• Barragem de Terra e Enrocamento
• Barragem em Aterro Hidráulico
• Barragem de Enrocamento e Face de Concreto
• Barragem de Enrocamento com Núcleo Asfáltico

Question 3

Como são classificadas?

Answer 3

De acordo com o livro Design of Small Dams do U.S. Bureau of
Reclamation as barragens podem ser classificadas segundo alguns critérios:
1) De acordo com a utilização
2) De acordo com o projeto hidráulico
3) De acordo com o comportamento estrutural
4) De acordo com os materiais de construção

Question 4

1) De acordo com a utilização (tipos de barragens)?

Answer 4

• Barragens de armazenamento ou regularização das vazões.
• Barragens de derivação para desviar o fluxo para canais.
• Barragens para controle das cheias.
• Barragens para contenção de rejeitos industriais

Question 5

2) De acordo com o projeto hidráulico (tipos de barragens):

Answer 5

• Barragens vertedoras ou de soleira livre.

* Barragens não vertedoras.

Question 6

3) De acordo com o comportamento estrutural (tipos de barragens):

Answer 6

• Barragens tipo gravidade

* Barragens estruturadas

Question 7

4) De acordo com os materiais de construção (tipos de barragens):

Answer 7

• Barragens de concreto ou alvenaria.

* Barragens de aterro (terra ou enrocamento)

Question 8

Barragens de Concreto

As barragens de concreto ou alvenaria, portanto são de três tipos principais:

Answer 8

1. De Gravidade (gravidade maciça, gravidade aliviada, CCR, contrafortes
   maciços).
2. Barragens em Arco (arco, abóbada).
3. Barragens de Contrafortes Armados (laje de montante ou arcos múltiplos).

Question 9

As barragens de concreto gravidade podem ser ?

Answer 9

As barragens de concreto gravidade podem ser maciças ou vazadas, para
resistir ao empuxo horizontal de água.

Question 10

Os materiais mais utilizados para barragens de Concreto de Gravidade são?

Answer 10

• Concreto Massa - concreto convencional;

* Ciclópico ou CCR - concreto compactado a rolo:

Question 11

Por quê as Barragens de Concreto Gravidade do Tipo Ciclópico ou CCR são bastante empregadas no Brasil?

Answer 11

devido ao seu baixo custo e a rapidez de execução. Além disso, as barragens de concreto requerem um menor volume de empréstimo de solo da região e menor volume de concreto do que o utilizado em uma barragem de concreto convencional.

Question 12

Quais as vantagens das Barragens de Concreto Gravidade?

Answer 12

• Podem ser projetadas para suportar o galgamento sem sofrer danos;
• Segurança quanto à flutuação, deslizamento, tombamento e tensões na fundação;
• Não podem sofrer muitas deformações, indicadas para locais cujo terreno de fundação é composto de rocha com elevada rigidez.
• É comum o uso de poços drenantes nas fundações dessas barragens para reduzir a subpressão na base.

Question 13

Como é formada as Barragens de Concreto Estrutural com Contrafortes?

Answer 13

é formada por uma laje impermeável a montante,
apoiada em contrafortes verticais, exercendo compressão na fundação maior do que na barragem de concreto gravidade. Sendo assim, a fundação onde será apoiada uma barragem de concreto com contrafortes deve ser rocha com elevada rigidez

Question 14

Quais as vantagens das Barragens de Concreto

Estrutural com Contrafortes

Answer 14

Se comparada com as barragens de gravidade, as principais vantagens são o MENOR VOLUME E MENOR SUBPRESSÃO na base.
No entanto, as barragens com contrafortes exigem um projeto estrutural mais complexo e o uso de um número maior de fôrmas na execução dos contrafortes.

Question 15

Conceito de Barragens em Arco?

Answer 15

Esta estrutura possui um pequeno volume e o empuxo da água é transmitido em arqueamento horizontal para as ombreiras.

Question 16

Quando as Barragens de Arco são indicadas?

Answer 16

São indicadas para regiões com vales estreitos e profundos, onde a barragem ficará “encaixada”, como é o caso da Barragem Gordon

Question 17

Conceito e a utilização de Barragem em Arco de Dupla Curvatura?

Answer 17

São utilizadas em vales menos estreitos.

Estas barragens são compostas por arcos individuais de pequeno raio, apoiados em contrafortes.

Question 18

Por quê as Barragens de Terra são as mais comuns no Brasil?

Answer 18

Por se ter vales muito largos e ombreiras suaves,
necessitando de grandes extensões de crista, ao mesmo tempo em que se dispõe abundantemente de solo;
Por não ser uma estrutura rígida estas barragens permitem ser assentes em fundações mais deformáveis;
Elas são indicadas para fundação de qualquer tipo de solo ou rocha.

Question 19

Na hora de construir uma Barragens de Terra deve-se levar em consideração?

Answer 19

Para a construção desse tipo de barragem há a necessidade de grande quantidade de material para a elaboração do núcleo (material argiloso),
espaldares, filtros e drenos. Sendo assim, precisa-se analisar a disponibilidade de materiais adequados nas proximidades do local de instalação da barragem.

Question 20

Existem dois tipos de Barragens de Terra?

Answer 20

As barragens de terra podem ser homogêneas (solo argiloso) ou zoneadas

Question 21

Do que se trata a Barragem de Terra do Tipo Zoneada?

Answer 21

A Barragem Zoneada é uma variação da Barragem de Terra Homogênea constituída de diferentes tipos de solo ou o mesmo solo compactado em condições diferentes para otimização da seção ou em função da disponibilidade de materiais.

Question 22

As barragens de aterro são construídas basicamente com terra ou terra e enrocamento. Barragem de Aterro. Quais podem ser os subtipos desta barragem?

Answer 22

1. Barragens com perfil homogêneo;
2. Barragens com núcleo interno impermeável;
3. Barragens com a zona de montante e a de zona de jusante;
4. Barragens de enrocamento com face de concreto (BEFC);

Question 23

Os principais fatores que influenciam na implantação da Barragem de Aterro?

Answer 23

• Áreas de empréstimo e pedreiras localizadas em cotas superiores às da
barragem, visando facilitar o transporte de materiais;
• As fundações devem ter resistência e estanqueidade suficientes;
• O eixo deve ser posicionado no local mais estreito do rio, visando-se reduzir o
volume da barragem;
• As margens do reservatório devem ser estáveis, visando-se minimizar
escorregamentos;
• A correta utilização das condições topográficas na definição do posicionamento
do vertedouro situando-o fora do corpo da barragem.

Question 24

As Barragens de Aterro são concebidas tendo em vista os seguintes aspectos?

Answer 24

• Locais onde a topografia se apresenta suavemente ondulada;
• Nos vales pouco encaixados, e
• Onde existam áreas de empréstimo de materiais argilosos/arenosos
suficientes para a construção do maciço compactado.

Question 25

Em relação a Barragem de Aterro - perfil homogêneo?

Answer 25

• Construídas praticamente de um único material com permeabilidade suficientemente reduzida (depois do material compactado) para permitir níveis
aceitáveis de percolação;
• Inclinações dos taludes a montante e jusante, por regra, são diferentes para atenderem adequadamente ao princípio da estabilidade e normalmente são
pouco inclinados.

Question 26

Em relação a a Barragem de Aterro com Perfil Homogêneo Modificado?

Answer 26

• Constituída basicamente por um único material de muito baixa permeabilidade;
• Empregada uma pequena porcentagem de material permeável na construção de drenos para controle da percolação;
• Permite taludes muito mais inclinados;

Question 27

Em relação a Barragem do Tipo Zoneada ou Mista?

Answer 27

• Os materiais mais permeáveis são
lançados nas partes externas da seção
transversal da barragem;
• Os menos permeáveis (material mais
argiloso) lançados na parte central e/ou
na parte de montante.
• São barragens em aterro feito com fragmentos de rocha ou cascalho,
compactado em camadas.
• Devem possuir uma zona impermeável, formada por solos e filtros de
material granular. Geralmente, uma barragem de enrocamento apresenta
mais de 50% de material permeável compactado ou descarregado.

Question 28

Exemplos de barragens de enrocamento com

núcleo de asfalto no Brasil?

Answer 28

Barragens de usinas hidrelétricas Foz de Chapeco e Jirau

Question 29

As barragens de enrocamento são indicadas para que cenário?

Answer 29

• Locais onde existe rocha apropriada e não há solos de boa qualidade;
• Nas situações nas quais a construção de uma barragem de concreto seria
muito onerosa

Question 30

Como são formadas as Barragem de Terra e Enrocamento?

Answer 30

É formada por um núcleo argiloso, que proporciona a função de vedação à barragem, e enrocamento, que são fragmentos de rocha ou cascalho que garantem a resistência necessária à estrutura;

Question 31

Por que se utilizam muito o tipo de Barragens de Terra e Enrocamento no Brasil?

Answer 31

Porque esse tipo de barragem permite a construção de taludes mais íngremes. E a fundação deve ser mais estanque que a fundação das barragens de terra, pois nestas o caminho de percolação é maior.

Question 32

Quais as vantagens das Barragens de Enrocamento e Face de Concreto?

Answer 32

• Construção mais rápida, pode ser construída independentemente do clima;
• Taludes mais íngremes, o que proporciona menores volumes de material e maior altura da estrutura. É ideal para regiões com pouca disponibilidade de argila e areia, e com períodos prolongados de chuva.

Question 33

Qual a vantagem no uso de geossintéticos no lugar da face de concreto nas Barragens de Enrocamento?

Answer 33

As vantagens dessa troca seriam uma maior

impermeabilização e deformabilidade em relação ao concreto, e agilidade na execução.

Question 34

Qual a vantagem da Barragens de Enrocamento com Núcleo Asfáltico?

Answer 34

Permite que a barragem tenha espaldares com menores volumes de enrocamento (espaldares mais íngrimes) e a construção é mais independente
das condições climáticas;

Question 35

Em qual ano foi empregada pela primeira vez a Barragens de Enrocamento com Núcleo Asfáltico

Answer 35

Na Alemanha em 1962.

Question 36

Quais os exemplos de Barragens de Enrocamento com Núcleo Asfáltico no Brasil?

Answer 36

A primeira delas construída em 2009/2010 na Usina Hidrelétrica de Foz do Chapecó, no rio Uruguai, que fica na divisa dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul;

Question 37

Em relação as Barragens de Aterro Hidráulico?

Answer 37

Esta barragem pode ser constituída de areia ou de rejeitos de mineração. O diferencial desse tipo de barragem é que o material do aterro é transportado
por meio de tubulações com água (transporte com cerca de 85% de água). Após o lançamento do aterro ocorre a segregação do material. Nesse tipo de barragem os taludes de montante e jusante são naturalmente mais abatidos, ou seja, menos íngremes, devido ao tipo de lançamento do material

Question 38

Quais as vantagens das Barragens de Aterro Hidráulico?

Answer 38

• Alta capacidade construtiva, permitindo a construção de até 200.000m³ de aterro por dia;
• O método permite a execução de aterros submersos;
• Os mecanismos de construção são relativamente simples em comparação com os métodos tradicionais;
• Menor exigência de mão de obra e menor custo unitário da obra;
• Permite a construção de barragens sobre fundações de solos colapsáveis;

Question 39

Quais as desvantagens das Barragens de Aterro Hidráulico?

Answer 39

• Maior exigência em relação a composição do solo do aterro;
• O transporte do solo pela água quando realizado sob pressão exige cuidados específicos;
• Grande desgaste da tubulação e dos equipamentos por feito do atrito do solo, principalmente mais grosseiras.

Question 40

Os CRITÉRIOS DE PROJETOS podem variar de país para país, ou mesmo de região para região dentro um
mesmo país, tendo em vista alguns aspectos como?

Answer 40

• Condições Climáticas;
• Condições hidráulicas;
• Condições topográficas;
• Condições Geológicas;
• Dentre outras condições.

Question 41

Os critérios de projetos que são importantes?

Answer 41

• Estabelecer sequência de trabalho;
• Permitir a programação adequada das investigações;
• Obtenção dos parâmetros de projeto;
• São orientativos na escolha da seção da barragem;
• Fixação dos elementos de vedação e drenagem;
• Análises de estabilidade;
• Proteção de Taludes e;
• Detalhes Construtivos.

Question 42

O Projeto Básico de uma Barragem é uma fase importante?

Answer 42

É na fase do projeto básico que são feitas as grandes economias de um empreendimento. Para o detalhamento das soluções mais econômicas e racionais, é necessário conhecer bem todas as condicionantes do projeto. Além dos problemas geotécnicos é necessário considerar os problemas sociopolíticos e econômicos envolvidos.

Question 43

Porque um estudo hidrogeológico das fundações é importante na fase do projeto básico?

Answer 43

Porque permite antecipar os tratamentos de fundação, bem como os locais permeáveis da fundação e a sua interligação com o futuro reservatório da barragem
precisam ser bem identificadas.

Question 44

Na fase do Projeto Básico é importante pesquisar com exaustão os materiais que serão utilizados na etapa de construção, sendo eles?

Answer 44

• Quanto aos volumes de material não só para a barragem, mas para o movimento de terra, rocha, agregados, areias, etc.
• A falta da previsão desses tipos de materiais pode comprometer seriamente um projeto.

Question 45

Na fase do Projeto Básico é importante investigar a compactação dos materiais?

Answer 45

• Solos muito úmidos podem gerar problemas de
produtividade.
• Solos surpreendentemente secos exigem recursos adicionais de umedecimento.
• Solos micáceos podem exigir equipamento específico.
• Solos de áreas ocasionalmente submersas podem gerar pressões neutras construtivas;
#ficaadica
Sempre que possível, deve-se realizar aterros experimentais na fase de projeto básico;

Question 46

Na fase do Projeto Básico existe a necessidade de ter equipamentos já?

Answer 46

Apesar de ser uma atribuição do empreiteiro, é necessário que alguns equipamentos especiais sejam previstos na fase do projeto básico e nos documentos de licitação. Requerer equipamentos especiais podem inviabilizar um projeto se não previsto.

Question 47

A fase de Projeto Executivo deve se estender em qual período?

Answer 47

por todo o período de construção da barragem e mesmo durante o período de monitoração e
acompanhamento do desempenho da obra, compreendendo os primeiros anos de sua operação. Durante esse período, é necessária a presença de um projetista atuante, independentemente das equipes de fiscalização.

Question 48

Quais os Princípios Gerais do Projeto?

Answer 48

A arte de se projetar uma barragem está ligada à arte de controlar o fluxo de água no seu barramento (percolação interna na estrutura) e no conjunto barragem fundação. A estabilidade externa (taludes de montante e jusante) e estabilidade interna (conjunto barragem fundação) devem atender aos requisitos básicos de segurança estabelecidos em função do tipo de obra e das diversas condições de carregamento admitidas.

Question 49

Em relação ao Princípio do controle de fluxo?

Answer 49

Levando-se em consideração o eixo de uma barragem, quando da concepção de um projeto, deve-se concentrar todo esforço no sentido de vedar ao
máximo a barragem e a sua fundação a montante do eixo, introduzindo todos os sistemas de vedação necessários, e por outro lado, em facilitar ao máximo
a saída de água a jusante do eixo, introduzindo todos os sistemas de drenagem na barragem e na fundação que sejam necessários.

Question 50

Em relação ao Princípio da compatibilidade das deformações?

Answer 50

A compressibilidade nas zonas da barragem e da fundação deve ser compatibilizada ou transacionada por zonas adicionais de transição, para reduzir os recalques diferenciais e totais que venham a prejudicar o desempenho dos sistemas de drenagem e de vedação, seja pela ocorrência de trincas, que se tornem feições de fluxo concentrado, seja pela inversão dos gradientes de fluxo nos sistemas de drenagem, devido a recalques totais;

Question 51

Investigação geotécnica insuficiente e interpretação inadequada de resultados contribuem para?

Answer 51

para erros de projeto, atrasos no cronograma executivo, custos associados a alterações construtivas, necessidade de jazidas adicionais para materiais de empréstimo, impactos ambientais, gastos em remediação pós-construtiva, além de risco de colapso da estrutura e litígio subsequente