CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008
MINI-CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS
APRESENTADOR: ENG. ADEMAR SÉRGIO FIORINI
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OBJETIVO
Apresentar uma abordagem sobre as
melhores práticas brasileiras de projeto,
construção e manutenção visando a
operação segura e a segurança estrutural
das obras civis e do reservatório
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SEGURANÇA DE BARRAGENS
É uma preocupação permanente, tanto por sua importância econômicaimportância econômica específica como pelo risco potencialrisco potencial que representa a possibilidade de ruptura ou outro acidente grave, em termos de vidas humanasvidas humanas, impacto ao meio ambientemeio ambiente, prejuízos materiais e os reflexos econômico-financeiros.
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“As soluções de engenharia devem ser confiáveis, seguras e comprovadas pela
experiência e não indevidamente arrojadas ou complicadas.”
“Considerações de custo não deverão ter
prioridade sobre aspectos de segurança e
de confiabilidade.”
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RECENTES DESASTRES BRASILEIROS
• CAMARÁ 2004 Fundação
• APERTADINHO 09/01/2008 Piping ?
• ESPORA 30/01/2008 Galgamento?
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PRINCIPAIS CAUSAS DE RUPTURA DE BARRAGENS
ICOLD 1986 – 17.400 BARRAGENS
180 RUPTURAS – 50 NOS ÚLTIMOS 30 ANOS
48 de terra ou enrocamento
2 de concreto
• GALGAMENTO – 60% causas hidrológicas ou operacionais
• PIPING – 30%
• OUTRAS – 10 % (fundações, terremotos, estruturais, etc.)
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Conceitos
Auscultação: É o conjunto de métodos de observação do comportamento de uma determinada obra de engenharia, com o objetivo de controlar as suas condições de segurança, comprovar a validade das hipóteses e dos métodos de cálculo utilizados no projeto, verificar a necessidade da utilização de medidas corretivas, fornecer subsídios para a elaboração de novos critérios de projeto, etc.
Instrumentação: Refere-se ao conjunto de dispositivos instalados nas estruturas e em suas fundações objetivando monitorar seu desempenho através de medições de parâmetros, cujos resultados, devidamente analisados e interpretados, servirão para avaliar suas condições de segurança.
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Conceitos
Segurança: capacidade da barragem de satisfazer as exigências de comportamento necessárias para evitar incidentes e acidentes relacionados a aspectos estruturais, econômicos, ambientais e sociais.
Periculosidade: uma situação com potencial para causar morte ou danos físicos a pessoas e/ou danos à propriedade.
Risco: a probabilidade que um evento indesejável especificado ou uma situação de perigo aconteça dentro de um dado intervalo de tempo.
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Segurança de Barragens
Segurança nas diversas fases da barragem
A segurança da barragem deve ser perseguida desde o início do projeto, durante sua construção e finalmente durante a operação.
ProjetoA boa concepção geral do projeto, o arranjo e o dimensionamento adequado das estruturas são fundamentais para o sucesso do empreendimento, pois erros ou estudos e levantamentos insuficientes podem levar a conseqüências graves posteriores.
O projeto deve ser cuidadoso e realizado por profissionais experientes de acordo com o estado da arte; inovações e soluções avançadas exigem estudos aprofundados e completos.
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Segurança de Barragens
Construção
A construção deve obedecer fielmente ao projeto e seguir as
normas e especificações. As eventuais alterações de projeto
devem ser aprovadas pelo projetista e registradas nos
desenhos e documentos “como construído”. Nesta fase é de
fundamental importância o controle da qualidade dos
materiais e uma fiscalização atenta para que sejam seguidos
à risca os documentos de projeto (normas, especificações e
desenhos construtivos).
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Auscultação e Segurança
Primeiro enchimento e operação
O primeiro enchimento do reservatório é a fase mais delicada para a barragem; de fato, de acordo com as estatísticas dos acidentes, a maioria dos problemas ocorrem durante o enchimento do reservatório e o primeiro ano subsequente. Isto é bastante óbvio pois qualquer falha estrutural ou de estanqueidade existente se manifesta com os primeiros carregamentos e percolações.
Com o passar dos anos as barragens sofrem fenômenos de deterioração e enfraquecimento, os quais devem ser detectados e submetidos a medidas de recuperação.
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Auscultação e Segurança
As providências para a prevenção de acidentes e atenuação de seus efeitos são basicamente as seguintes:
– um plano de auscultação bem programado através da instalação de instrumentação suficiente, lida e interpretada adequadamente, com freqüência apropriada e acompanhada de inspeções in situ;
– medidas de manutenção e reparo rotineiros oriundos das recomendações dos relatórios de inspeção, dos resultados da auscultação e dos consultores;
– planos de emergência para lidar com as situações que possam causar graves danos econômicos ou perigo para a vida humana. Esses planos devem indicar as providências para evitar ou atenuar suas conseqüências.
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Planos de Ação de Emergência
Preparar Planos de Ação de Emergência resulta numa série de vantagens:
– ter uma avaliação das condições das estruturas, de seus
pontos fracos e dos riscos envolvidos;
– minimizar os riscos através da implementação das
medidas necessárias para prevenção e mitigação
detectados pela auscultação e pela manutenção;
– minimizar os prêmios de seguro;
– tranqüilizar a população sujeita aos riscos;
– evitar ações civis e penais na eventualidade de eventos
com efeitos danosos.
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PARA A SEGURANÇA DE UMA BARRAGEM É FUNDAMENTAL:
• Uma boa Operação
• Um bom Projeto
• Um bom Controle de Qualidade da Construção
• Uma boa Manutenção
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BOAS PRÁTICAS DE PROJETO
COM VISTAS À
SEGURANÇA DE BARRAGENS
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PRINCIPAIS ASPECTOS A SEREM CONSIDERADOS NO PROJETO
- Características Geotécnicas e geológicas
- Materiais para Construção- Investigações e Ensaios de Campo
- Estudos Hidrológicos e Hidráulicos- Determinação da Enchente Máxima de Projeto- Estudos de Sedimentação
- Estudos de Estabilidade- Tratamentos das fundações e do concreto- O Sistema de Auscultação
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DEFINIÇÃO DE CRITÉRIOS GERAIS E ESPECÍFICOS DE PROJETO
Devem ser estabelecidos os seguintes parâmetros:
- Fatores de segurança a serem atendidos no dimensionamento;- Propriedades dos materiais de fundação, do concreto e do aço a ser utilizado;- Cargas de Projeto e Condições de carregamento
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COMO FAZER PARA CONSIDERAR ISSO
TUDO???
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A Eletrobrás, com apoio do CBDB - Comitê Brasileiro
de Barragens, consolidou no documento “Critérios “Critérios
de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas”,de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas”, a
experiência das concessionárias de energia elétrica
federais e estaduais, elaborado nos moldes daquele
produzido pelo Bureau of Reclamation - USBR, pelas
concessionárias e por diversas projetistas.
Publicado em Outubro/03, e distribuído durante o XXV SNGB, em Salvador - BA.
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Uniformizar e definir os critérios utilizados no desenvolvimento de projetos em nível de Viabilidade,
Básico e Executivo de Usinas Hidrelétricas.
Objetivo dos Critérios
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Trata-se de um documento de orientação ao estabelecimento do
projeto com adequadas condições de qualidade técnica, segurança e custo.
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Na primeira fase (emissão de primeira minuta):
Participantes
• Técnicos da ELETROBRÁS
• Concessionárias de energia elétrica: CHESF, ELETRONORTE, FURNAS, CEMIG, COPEL e ITAIPU
• Representantes do CBDB e do LACTEC/CEHPAR
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Para consolidação do documento final:
Participantes
Análise e comentários dos trabalhos, por parte dos seguintes consultores independentes:
• João Francisco Alves Silveira
• Nelson L. de Sousa Pinto
• Sérgio N. A. de Brito
• Walton Pacelli de Andrade
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• Padrões;
Conteúdo
• Métodos de análise estrutural e hidráulica;
• Hipóteses de cargas;• Tensões admissíveis;
• Tipos de materiais;
• Juntas e condições de suas utilizações;
• Hipóteses de projeto;
• Auscultação e instrumentação;
• Outros dados e procedimentos gerais.
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• Obras de desvio do rio;
Elementos de projeto:
• Reservatório;
• Barragens de concreto, terra e enrocamento e diques;
• Tomada de água;
• Condutos forçados e túneis;
• Chaminé de equilíbrio;
• Casa de força e estruturas associadas;
• Canais de adução e de fuga;
• Vertedouro, calha e bacia de dissipação;
• Muros de arrimo.
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• Critérios de projeto de instrumentação;
Capítulo 14 - Auscultação e instrumentação das obras civis
• Fases para elaboração de projetos de instrumentação;
• Critérios para o estabelecimento de valores de controle para instrumentação;
• Critérios de operação, processamento e análise de dados;
• Inspeções visuais “In Situ”.
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ÍNDICE
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AUSCULTAÇÃO E SEGURANÇA
DE BARRAGENS
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MANUAIS DE PROJETO / CONSTRUÇÃO / AVALIAÇÃO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS
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MANUAIS DE PROJETO / CONSTRUÇÃO / AVALIAÇÃO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS
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MANUAIS DE PROJETO / CONSTRUÇÃO / AVALIAÇÃO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS
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Guia Básico de Segurança de Barragens, CBDB - Núcleo Regional de São Paulo, 1996;
Bibliografia Recomendada
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II Simpósio sobre instrumentação de barragens - Vol. 1
“Auscultação e instrumentação de barragens no Brasil”
CBDB, agosto/1996;
Bibliografia Recomendada
ÍNDICE
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ÍNDICE
Bibliografia Recomendada
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Auscultação e Segurança
O plano de auscultação da barragem deve prever todas as fases da vida da barragem e todas as atividades a serem realizadas:
– projeto da instrumentação a ser instalada que inclui desde o arranjo até as especificações da instalação;
– definição dos valores de controle para todos os instrumentos instalados e para as diversas fases;
– plano de operação da instrumentação incluindo as freqüências das leituras nas diversas fases de vida da obra e durante possíveis eventos excepcionais;
– plano de observações visuais e inspeções in situ;– plano de análise e interpretação do comportamento
da obra com base nos resultados da instrumentação e das inspeções visuais.
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Auscultação e SegurançaA instrumentação tem diversas limitações :
- a instrumentação cobre somente um número limitado de blocos e regiões;
- a instrumentação pode ser danificada, pode falhar ou começar a funcionar precariamente com o envelhecimento, fornecendo resultados errados;
- muitas vezes a ocorrência de uma anomalia não pode ser detectada porque a instrumentação não tem sensibilidade suficiente ou não foi instalada no lugar adequado;
- muitos relatos de acidente afirmam que o problema não foi detectado pela instrumentação e que o alarme foi dado pela observação visual;
- dificilmente a instrumentação detecta fenômenos inesperados não previstos na fase de projeto.
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Instrumentação - Quantidade
A quantidade de instrumentos de auscultação a ser instalado em uma barragem está condicionada principalmente aos seguintes aspectos básicos: comprimento da barragem, altura máxima, características geológicas da fundação, características dos materiais utilizados no corpo da barragem, e etapas construtivas.
É portanto inviável o estabelecimento de regras pré-determinadas definindo a quantidade de instrumentos a serem instalados em uma barragem, devendo-se contemplar e atender à estes vários condicionantes locais.
Os blocos de concreto de uma barragem com 50m de altura, receberão uma quantidade de instrumentos de auscultação bem inferior ao de uma barragem de mesmo tipo com 150m de altura máxima.
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Instrumentação - Quantidade
Para barragens pequenas e com nível de risco baixo a instrumentação estritamente necessária ou indispensável se resume normalmente a:
- Alguns piezômetros- Marcos topográficos de referência de nível- Medidores de vazão
Com esta instrumentação, instalada em pontos estratégicos, peculiares de cada barragem, é possível verificar a ocorrência de anomalias.
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Inspeções Visuais
As inspeções visuais são fundamentais no plano de auscultação e são de vários tipos e freqüência:
– inspeções rotineiras, efetuadas pela equipe de leitura da instrumentação, que além de realizar as leituras deve relatar qualquer anomalia observada;
– inspeção periódica (trimestral ou semestral) efetuada por engenheiro experiente;
– inspeção de supervisão, realizadas por um painel de consultores, cada 3 a 5 anos ou quando eventos especiais requeiram uma analise cuidadosa da Obra;
– inspeções extraordinárias quando da ocorrência de um fato excepcional como uma enchente, um terremoto ou um comportamento anormal.
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Inspeções Visuais
Para aprimorar a eficiência das inspeções é preciso que sejam efetuadas por pessoal técnico experiente, bem treinado, conhecedor dos fenômenos e do comportamento da barragem, familiarizado com as singularidades e os detalhes importantes da Obra.
As inspeções devem ser orientadas para verificar os tópicos críticos e vitais da Obra e neste sentido é importante a utilização de lista de itens de verificação.
Os resultados das inspeções devem ser registrados em relatórios periódicos, documentados com fotos, desenhos e gráficos, de maneira que possam ser efetuadas comparações à distâncias de anos, permitindo verificar lentas modificações no comportamento da barragem.
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Auscultação e Segurança
Exemplo de um caso em que a instrumentação necessita do auxílio da observação visual:
Um medidor de vazão, que concentra as infiltrações de diversos blocos, mostra um pequeno aumento, situado dentro de valores admissíveis;
- se este incremento for devido a uma infiltração uniforme ele é aceitável e não existe problema;
- por outro lado se for causado por uma vazão concentrada através de uma fenda ou junta aberta, pode indicar um perigo para a barragem.
Isto pode ser verificado somente por uma inspeção no local
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Auscultação e Segurança
Uma avaliação completa e aprofundada da segurança, de acordo com o U.S. Bureau of Reclamation, passa pelas seguintes fases:
análise do projeto e seus critérios; revisão dos registros da construção, controle da qualidade e
desenhos como construído; exame do histórico operacional inclusive dos registros da
instrumentação; vistoria do comportamento e condições existentes; realização das análises técnicas necessárias; elaboração de relatório, com conclusões e recomendações.
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Análise de Risco
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Análise de Risco
Os procedimentos para esta análise seguem basicamente estas etapas:
- Revisão dos critérios e detalhes de projeto, dos tratamentos
de fundação e principais intervenções efetuadas;- Revisão do comportamento real de casos históricos
semelhantes;- Inspeção de campo e revisão dos dados;- Estabelecimento dos cenários de ruptura ou acidentes;- Construção da árvore de eventos;- Estimativa das probabilidades de ocorrência dos eventos;- Avaliação e revisão dos resultados;- Documentação e consolidação dos resultados.
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SEGURANÇA – Análises de Risco
• ESTUDAR O SISTEMA• DECOMPÔ-LO EM ELEMENTOS CHAVES• ANALISAR OS MODOS DE FALHA DOS
ELEMENTOS• AVALIAR O EFEITO DIRETO DAS FALHAS
E CONSEQÜÊNCIAS OPERACIONAIS• ATRIBUIR PROBABILIDADES• REAGIR ÀS CONCLUSÕES
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Análise de Risco
A análise de risco é também uma ferramenta útil para avaliar os riscos relacionados às diversas fases de vida de uma barragem.
A definição de todos os riscos envolvidos não é fácil e imediata, com exceção dos riscos mais óbvios, decorrentes dos casos mais freqüentes de ruína de barragem, presentes nas estatísticas.
Um grande mérito implícito neste método é que para sua aplicação é preciso analisar todas as possibilidades de ocorrências perigosas para a estrutura e desta forma é possível detectar seus possíveis pontos fracos.
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PRINCIPAL LIMITAÇÃO DAS ANÁLISES DE RISCO
A pouca compreensão por parte dos engenheiros dos modos de falha das estruturas, ou seja dos
MECANISMOS DA RUPTURA
Des Hartford, 1999
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Classificação das Barragens
TABELA 1.1CLASSIFICAÇÃO DA CONSEQUÊNCIA DE RUPTURA DE
BARRAGENSPOTENCIAL CONSEQUÊNCIA INCREMENTAL DA RUPTURA
CONSEQUÊNCIA DE RUPTURA
PERDA DE VIDAS
ECONÔMICO, SOCIAL E DANOS
AMBIENTAISMuito alta Significativa Dano excessivoAlta Alguma Dano substancialBaixa Nenhuma Dano moderadoMuito baixa Nenhuma Dano mínimo
Fonte: Guia Básico Seg. Barragens – CBDB-SP
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Reavaliação da Segurança
A reavaliação da segurança de barragens deve ser executada em
intervalos de tempo regulares, para a barragem e suas estruturas
associadas, incluindo-se seus planos de operação, manutenção,
inspeção e de emergência, a fim de se determinar se estes são
seguros em todos os aspectos e, caso não o sejam, determinar as
melhorias necessárias para a segurança.
Para uma barragem nova, a primeira reavaliação de segurança da
barragem deve ser executada em até 5 anos após o enchimento
inicial.
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Reavaliação da Segurança
Muito Alta 5Alta 7
Baixa 10Muito Baixa 10
CONSEQUÊNCIA DE RUPTURA
PERÍODO ENTRE REAVALIAÇÕES (Anos)
FREQUÊNCIA DE REAVALIAÇÕES DA SEGURANÇA DE BARRAGENS
(Baseado no sistema de classificação de consequência da Tabela 1-1)
TABELA 2-1
Fonte: Guia Básico Seg. Barragens – CBDB-SP
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A CAP é a maior cheia selecionada para propósitos de projeto
ou avaliação de segurança de uma barragem.
O valor da CAP selecionado deve aumentar com o aumento
da conseqüência de ruptura da barragem, como ilustrado na
Tabela 6-1.
Existem dois métodos de desenvolvimento do hidrograma da
CAP. Um é baseado no hidrograma Cheia Máxima Provável
(CMP) e o outro em hidrograma com uma probabilidade de
excepcionalidade anual especificada.
CHEIA AFLUENTE DE PROJETO
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TABELA 6-1 CRITÉRIOS MÍNIMOS USUAIS PARA CHEIAS DE PROJETO AFLUENTE
CONSEQUÊNCIA DE RUPTURA CHEIA AFLUENTE DE PROJETO (CAP)
Muito Alta Cheia Máxima de Projeto (CMP) Alta Probabilidade de Excepcionalidade
Anual (PEA) entre 1/1000 e a CMP Baixa PEA de 1/1000
Fonte: Guia Básico Seg. Barragens – CBDB-SP
CHEIA AFLUENTE DE PROJETO
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Um estudo para a Cheia Máxima Provável (CMP), deve considerar a combinação mais severa “fisicamente possível” dos seguintes fenômenos sobre a bacia hidrológica a montante da estrutura sendo estudada:
• Tempestades;• Condições iniciais da bacia (exemplo: umidade do solo, níveis do lago e do rio);
• Previsão de distúrbios atmosféricos.
Quando a CMP é identificada como CAP, em um empreendimento determinado, a aceitabilidade de qualquer análise anterior da CMP deve ser confirmada, ou uma nova análise de CMP deve ser executada.
CHEIA MÁXIMA PROVÁVEL (CMP)
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As vazões de desvio, para cada fase do manejo do rio, serão
definidas pelos tempos de recorrência resultantes de uma
análise de risco, confrontando-se o custo das obras de desvio
com o valor esperado do custo dos danos resultantes das
respectivas enchentes.
No cálculo dos danos serão considerados os danos locais, os
custos devidos a atraso no cronograma e eventuais danos a
montante e a jusante.
VAZÃO DE DESVIO
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VAZÃO DE DESVIO
CATEGORIA DO DANO RISCO ANUAL
Não há perigo de vidas humanas nem se prevê que ocorram danos importantes na obra e seu andamento
5% a 20%
Não há perigo de vidas humanas mas já se prevêem danos importantes na obra e seu andamento.
2% a 5%
Há algum perigo de perda de vidas humanas e são previstos importantes danos na obra e ao seu andamento.
1% a 2%
Há perigo real de perda de vidas humanas e são previstos grandes danos à obra e ao seu andamento.
<1%
FONTE: Critérios de Projeto Civil – Eletrobrás (TABELA 3.1)
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Se um evento excepcional tiver sido registrado,
desde que a cheia estatística tenha sido avaliada, ou
caso o período de observação tenha sido
aumentado em mais de 50%, uma nova análise de
cheias deve ser executada.
REAVALIAÇÃO DA CHEIA AFLUENTE PROVÁVEL
ITAIPU
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ÍNDICES DE AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO
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Índice de Comportamento (IC)
IC = 0,4PP + 0,6ER
PP = PERICULOSIDADE POTENCIAL
ER = ESTADO REAL DA BARRAGEM
CRITÉRIO DA SABESP
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PP = Periculosidade Potencial
Índice PP• Importância• Altura, dimensão da barragem• Tipo de barragem• Volume d’água represado• Impacto a jusante (social, ambiental,
econômico)• Tipo de vertedouro• Enchente de projeto
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PP = Periculosidade Potencial
Importância• Capacidade instalada• Abastecimento d’água• Irrigação
Tipo de barragem• barragem de concreto (em arco, de
gravidade)• barragem de enrocamento• barragem de terra
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PP = Periculosidade Potencial
Impacto a jusante (deve ser objeto de estudos e levantamentos, por ex. da existência de habitações e instalações a jusante, sua distância e desnível em relação à barragem);
Tipo de vertedouro: o de superfície sem controle é mais seguro e o de fundo o menos;
Vazão de projeto: quanto maior seu Tr mais segura
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PP = Periculosidade Potencial
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ER = Estado Real de uma Barragem
Índice ER
• Informações de projeto Freqüência na avaliação do comportamento Percolação Deformação Nível de deterioração de paramentos ou
taludes Erosões a jusante• Condições dos equipamentos de descarga
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ER = Estado Real de uma Barragem
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Índice de Comportamento
IC = 0,4PP + 0,6ER
Classificação
IC > 80 Satisfatória
80>IC>50 Aceitável
IC<50 Insatisfatória
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MATRIZ POTENCIAL DE RISCO
Um índice análogo ao da SABESP é o
PR (Potencial de Risco) apresentado no
Anexo A do Manual de
Segurança e Inspeção de Barragens do
Ministério da Integração Nacional.
Manual
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ÍNDICES DE COMPORTAMENTO
Existem outros índices ou classificações da periculosidade
potencial de uma barragem os quais levam em conta além
dos itens mencionados acima: volume da barragem,
capacidade instalada, distância do povoado ou cidade que
pode ser atingida pela ruína da barragem, desnível entre
reservatório e cidade ameaçada, inclinação média do vale,
número de pessoas ameaçadas, valor dos bens e infra-
estruturas ameaçados.
Estes índices servem principalmente para comparar entre si
diversas barragens para definir prioridades de intervenção
ou de auscultação.
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Um Índice para Avaliação do Nível de Auscultação
INA
INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS
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UM ÍNDICE PARA AVALIAÇÃO DO NÍVEL DE AUSCULTAÇÃO DE BARRAGENS - INA
Para construir um índice que permita avaliar o nível de auscultação de uma grande barragem foram identificados cinco grupos ou aspectos principais de atividades de auscultação:
– Organização e disponibilidade dos dados básicos da barragem
– Inspeções visuais– Equipes de auscultação– Instrumentação – Análise e interpretação
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A partir destes grupos e de suas atividades componentes, com base em um critério de pontuação de cada atividade e peso de cada grupo, é calculado um índice do nível de auscultação INA.
Este índice pretende fornecer uma avaliação das atividades de controle do comportamento da barragem possibilitando verificar se estão dentro de parâmetros considerados aceitáveis.
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• Dispor das informações básicas da barragem
é importante para poder avaliar seu comportamento.
Organização e disponibilidade dos dados básicos da barragem
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• Resultados de investigações das fundações;• Detalhes de projeto e plantas de “como construído”;
• Registros da fase construtiva;• Manuais de operação;• Registros da instrumentação;• Relatórios de inspeção;• Relatórios de segurança;• Estudos de inundação e planos para situações de emergência.
Os documentos usuais considerados necessários são:
Organização e disponibilidade dos dados básicos da barragem
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TABELA 1 - Organização e disponibilidade dos dados básicos da barragem - Notas
ATIVIDADE NOTA
1. Relatório final de projeto 30
2. Relatório e desenhos comoconstruído
30
3. Fichas da instrumentação 30
4. Gestão computadorizada dos dados 10
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Inspeções visuais
Estas observações, efetuadas por técnicos experientes, são
de suma importância para detectar eventuais anomalias, para
complementar as indicações provenientes da instrumentação
e avaliar de forma completa o comportamento da barragem.
A existência de uma planilha com a lista de itens a serem
checados e a documentação fotográfica dos aspectos mais
salientes de cada inspeção tornam mais eficientes e objetivas
as inspeções.
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Inspeções visuais
• Uma inspeção rotineira, informal, deve ser realizada
pelos técnicos encarregados das leituras da
instrumentação os quais devem registrar as mudanças e
anormalidades que porventura são observadas durante
seu recorrido.
Esta inspeção é essencial para barragens de menor
importância devido ao intervalo de tempo entre as outras
inspeções formais, face às restrições orçamentárias que
normalmente afetam os pequenos empreendimentos.
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Inspeções visuais
• Inspeções periódicas devem ser efetuadas no mínimo com freqüência anual pelos engenheiros responsáveis da análise e interpretação dos resultados.
• Para barragens importantes outras inspeções devem ser efetuadas por um grupo de consultores independentes, composto de especialistas nas diversas áreas, com freqüência variando entre 3 e 5 anos. Este tipo de inspeção não se justifica para barragens pequenas, entretanto recomenda-se um controle independente com freqüência análoga.
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Inspeções visuais
Inspeções especiais devem ser realizadas sempre que ocorra um evento excepcional tal como um terremoto, uma enchente de grandes proporções, uma tempestade com ventos fortes etc. ou na detecção de algum problema grave.
Este tipo de inspeção deve ser efetuado também quando da execução de alguma atividade de operação ou manobra dos equipamentos pouco usual, como por exemplo um rebaixamento rápido ou total do reservatório, abertura de um descarregador de fundo ou abertura completa do vertedouro.
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Inspeções visuais
Os resultados destas inspeções devem ser registrados em
um relatório, documentado com grande número de fotos,
desenhos ou croquis, para poder efetuar comparações à
distância de anos e assim possibilitar a verificação de
fenômenos lentos e progressivos.
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ATIVIDADE NOTA
1. Inspeção rotineira com registro 15
2. Inspeção Periódica 10 a 30
3. Inspeção dos Consultores Independentes 5 a 20
4. Utilização de lista de verificações 20
5. Documentação fotográfica 15
TABELA 2 - Inspeções visuais - Notas
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Equipes de Auscultação
Estas equipes devem ser compostas por pessoal experiente, conhecedor dos fenômenos e comportamento da barragem e familiarizado com seus detalhes e singularidades.
Estes técnicos devem participar de cursos de treinamento e atualização periódicos. Toda a equipe de auscultação, composta pelos engenheiros e técnicos responsáveis pelas observações de campo como também aqueles encarregados pela análise e interpretação dos resultados, deve atender estes cursos de reciclagem.
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Equipes de Auscultação
Deve haver uma boa comunicação e interação entre as equipes de auscultação de campo e aquelas responsáveis pela análise dos resultados, com reuniões periódicas e intercâmbio de informações e documentos.
A renovação periódica das equipes deve ser realizada com a introdução de novos membros bem antes da saída dos antigos. Considera-se que um técnico deva atuar por um período mínimo de dois anos com uma equipe experiente para atingir uma formação satisfatória.
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Equipes de Auscultação
- Controle por consultores independentes
As atividades da equipe de auscultação devem ser
submetidas a um controle por um grupo multidisciplinar de
consultores externos independentes. Recomenda-se
realizar este controle a intervalos mínimos de 4 anos na
fase de operação.
As atividades de treinamento, interação, atualização e
auditoria das atividades de auscultação são importantes
justamente para minimizar os erros humanos os quais são
considerados como uma das maiores causas de acidentes.
Desta forma os funcionários estarão motivados e evita-se
erros devidos à rotina e à complacência.
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TABELA 3 – Equipes de Auscultação - Notas
ATIVIDADE NOTA
1. Interação entre equipes 30
2. Supervisão externa e independente 10 a 40
3.Cursos de atualização da equipe deauscultação
15 a 30
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Instrumentação - Freqüência das leituras
Considera-se uma freqüência ótima quando 80% ou mais dos instrumentos são lidos de acordo com as recomendações do ICOLD ou outra entidade oficial, ou conforme recomendado por estudos de engenheiros especialistas certificados. Considera-se satisfatória uma freqüência quando 50% ou mais dos instrumentos obedecem à regra acima.
Obrigatoriamente os instrumentos de medição de vazão, deslocamento da crista e piezômetros (para barragens de terra) devem seguir este critério.
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Instrumentação - Freqüência das leituras
Tabela 14.1 –barragens de terra-enrocamento-Freqüências mínimas de leitura
Período de observaçãoGrandeza medida Construtivo Primeiro
enchimentoInício de
operação (*)Operação
normalDeslocamentos superficiais mensal Semanal mensal semestral
Deslocamentos internos semanal Semanal quinzenal mensal
Deformação semanal Semanal quinzenal mensal
Pressão total / efetiva semanal 2 semanais semanal mensal
Poro-pressão semanal 2 semanais semanal quinzenal
Subpressão semanal 3 semanais 2 semanais quinzenal
Nível d’água semanal 3 semanais 2 semanais quinzenal
Vazão de infiltração - Diárias 3 semanais semanal
(*) entre 1 e 5 anos após o enchimentoFonte: Critérios de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas
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Instrumentação - Freqüência das leituras
Tabela 14.2 –barragens de concretoFreqüências mínimas de leitura
Período de observaçãoGrandeza medidaConstrutivo Primeiro
enchimentoInício deoperação
Operaçãonormal
Deslocamento “absoluto”(geodesia)
Ao final daconstrução
Mensal trimestral semestral
Deslocamento angular(pêndulos)
Quinzenal Semanal mensal mensal
Deslocamento relativo(medidores de junta)
semanal 2 semanais quinzenal mensal
Deformação interna semanal 2 semanais semanal mensal
Tensão semanal 2 semanais semanal mensal
Temperatura do concreto semanal Semanal quinzenal mensal
Pressão intersticial no concreto semanal 2 semanais quinzenal mensal
Carga (cabos de protensão) diárias durantea protensão
2 semanais Semanal mensal
Subpressão na fundação semanal 3 semanais 2 semanais Quinzenal (*)
Vazão de infiltração - Diárias 3 semanais semanal
(*) Para casos particulares, manter freqüência semanal
Fonte: Critérios de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas
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Verificação e manutenção dos instrumentos
Deve existir um programa de verificação quanto
ao bom funcionamento, manutenção e conserto
de cada instrumento de auscultação, a intervalos
regulares, com freqüência de um ano ou inferior.
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Avaliação periódica da instrumentação
Quando houver falhas e perdas de instrumentos deve ser avaliada a necessidade de seu reparo ou sua substituição.
Também com base na análise dos resultados e interpretação do comportamento da barragem alguns instrumentos poderão ser desativados.
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TABELA 4 – Instrumentação de monitoramento - Notas
ATIVIDADE NOTA
1. Freqüência de leituras 20 a 30
2. Verificação do funcionamento 30
3. Manutenção da instrumentação 30
4. Avaliação periódica da instrumentaçãoexistente
5 a 10
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Análise e interpretação dos resultados
Esta é a fase mais importante que coroa todas as atividades de auscultação de barragens. Por isto é muito importante analisar rapidamente e cuidadosamente os resultados.
Uma vez obtida a totalidade dos dados da campanha deverá ser realizada uma primeira análise expedita e emitido um Parecer Técnico apontando eventuais anormalidades, avaliando os possíveis riscos para a segurança e as medidas necessárias.
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Análise e interpretação dos resultados
- Validação das leiturasAs leituras devem ser verificadas quanto a sua coerência com as anteriores e com os limites previstos.
- Interpretação dos resultados, pré-análiseUma pré-análise dos resultados deve ser efetuada imediatamente após a realização das leituras. As causas de comportamentos anormais ou inesperados devem ser esclarecidas sem demora e as medidas necessárias tomadas rapidamente.
- RelatóriosOs Relatórios de Interpretação devem ser elaborados com freqüência anual ou plurianual e devem conter uma análise aprofundada dos resultados cobrindo varias campanhas de leituras.
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Análise e interpretação dos resultados
- Existência de valores de comparação
A determinação de valores de comparação para vários
casos: valores de alerta, valores limite, etc., são importantes
para analisar os resultados da instrumentação.
- Gestão computadorizada dos resultados
É importante para uma análise mais rápida e para auxiliar
na interpretação dos resultados de forma mais eficiente. Ela
deve emitir alarmes quando os valores limites forem
ultrapassados e permitir traçar gráficos, extrapolações, etc.
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TABELA 5 - Análise e interpretação dos resultados - Notas
ATIVIDADE NOTA
1. Validação das leituras 10
2. Pré-análise dos resultados imediata 20
3. Relatório de interpretação 10 a 20
4. Relatório histórico 5
5. Existência de valores de comparação 20
6. Reavaliação dos valores de comparação 10
7. Gestão computadorizada dos resultados 15
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TABELA 6 – Peso de cada Aspecto
ASPECTO PESO
Organização e disponibilidade dos dadosbásicos da barragem
0,1
Inspeções visuais 0,4
Equipe técnica 0,2
Instrumentação 0,1
Análise e interpretação 0,2
CÁLCULO DO INA
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Os cinco aspectos das atividades de auscultação descritos acima deverão ter sua pontuação calculada e o índice final de avaliação do nível ou grau de eficiência da auscultação computado de acordo com a fórmula seguinte e com base nos pesos indicado na tabela 6 anterior.
INA = 0,1 x org + 0,4 x insp +
0,2 x equip + 0,1 x instr + 0,2 x an
CÁLCULO DO INA
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Critério de Avaliação
Valor doINA
Barragensimportantes risco alto
Barragens de menorimportância risco baixo
100 a 80 excelente excelente
79 a 60 bom muito bom
59 a 50 suficiente bom
49 a 40 insuficiente suficiente
abaixo de40 ruim insuficiente
Aplicação
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NOVAS PRESSÕES SOBRE A SEGURANÇA DAS BARRAGENS
CONTRATOS EPC – PREÇO GLOBAL
• MENOS INVESTIGAÇÕES• MENOS ENGENHARIA (engenharia mais
barata)• MENORES COEFICIENTES DE SEGURANÇA• MENORES PRAZOS/QUALIDADE DA
CONSTRUÇÃO
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PROJETO DE LEI Nº 1.181,
DE 2003(Versão aprovada pelo
CNRH)http://www.cnrh-srh.gov.br
Estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens - PNSB e cria o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens – SNISB.
TEXTO
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QUAL A CONTRIBUIÇÃO DO PL. 1181?
CORRIGIR, COIBIR, BALIZAR, RESPONSABILIZAR,
MELHORAR A QUALIDADE DOS PROJETOS E OBRAS,
ETC.
SEGURANÇA
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Em conclusão, o papel da auscultação é muito importante para a segurança das barragens.
Entretanto, uma barragem não pode ser considerada bem instrumentada e acompanhada se não forem cumpridos os seguintes requisitos:
- o plano de auscultação deve ser elaborado por técnicos familiarizados com o projeto e com seus pontos críticos;
- os instrumentos devem ser escolhidos por especialistas na área de instrumentação considerando os vários tipos existentes, suas vantagens e limitações;
CONCLUSÕES
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- a calibração no recebimento e a instalação dos instrumentos, de seus cabos, terminais e cabines, dispositivos de proteção, conexões, etc., deve ser efetuada por equipes idôneas;
- A manutenção dos instrumentos deve ser realizada regularmente por pessoal experiente;
- A leitura, análise e interpretação dos resultados e apresentação das conclusões deve ser efetuada por engenheiros experientes e familiarizados com a barragem;
- A análise dos dados e sua comparação com os valores de controle deve ser efetuada imediatamente;
CONCLUSÕES
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- A equipe de campo responsável pelas leituras deve fazer um
controle dos resultados e assinalar as eventuais anomalias
rapidamente;
- Inspeções completas devem ser realizadas por engenheiros
experientes pelo menos uma vez por ano;
- Inspeções e reuniões periódicas (a intervalos de 3 a 5 anos)
devem ser realizadas com a participação de um painel de
consultores para analisar as condições gerais da barragem e seu
comportamento;
- Os resultados das interpretações, das inspeções e dos eventuais
acidentes ou problemas acontecidos devem ser registrados em
relatórios anuais.
CONCLUSÕES
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Portanto pode-se concluir que a instrumentação bem instalada e operada, junto com um programa de inspeções, observações, análises e interpretações efetuadas por engenheiros competentes e conhecedores dos aspectos peculiares e críticos do projeto, supervisionados por um painel de consultores, realiza um controle eficiente das condições de segurança da barragem.
Por outro lado deve-se enfatizar que a instrumentação por si só, sem a complementação das inspeções in situ, não é suficiente para detectar todos os tipos de problemas e acidentes possíveis e, portanto, para manter um bom controle
da segurança.
CONCLUSÕES
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As duas últimas transparências mostram uma lista de instruções jocosas de como fazer para boicotar o programa de instrumentação.
CONCLUSÕES
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AS DEZ REGRAS ÁUREAS PARA TORNAR INEFICIENTE O PROGRAMA DE INSTRUMENTAÇÃO
DE UMA BARRAGEM
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AS DEZ REGRAS ÁUREAS PARA TORNAR INEFICIENTE O PROGRAMA DE INSTRUMENTAÇÃO
DE UMA BARRAGEM
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FIMCONTATOS OU INFORMAÇÕES:
Ademar Sérgio [email protected]
(45) 3520-3989(45) 9976-8175
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