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CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 MINI-CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS APRESENTADOR: ENG. ADEMAR SÉRGIO FIORINI.

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1 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 MINI-CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS APRESENTADOR: ENG. ADEMAR SÉRGIO FIORINI

2 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

3 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 SEGURANÇA DE BARRAGENS importância econômica risco potencial vidas humanas meio ambiente É uma preocupação permanente, tanto por sua importância econômica específica como pelo risco potencial que representa a possibilidade de ruptura ou outro acidente grave, em termos de vidas humanas, impacto ao meio ambiente, prejuízos materiais e os reflexos econômico- financeiros.

4 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

5 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 RECENTES DESASTRES BRASILEIROS CAMARÁ 2004 Fundação APERTADINHO 09/01/2008 Piping ? ESPORA 30/01/2008 Galgamento?

6 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 PRINCIPAIS CAUSAS DE RUPTURA DE BARRAGENS ICOLD 1986 – 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.)

7 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

8 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

9 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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. Projeto A 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.

10 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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).

11 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

12 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

13 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

14 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 PARA A SEGURANÇA DE UMA BARRAGEM É FUNDAMENTAL: Uma boa Operação Um bom Projeto Um bom Controle de Qualidade da Construção Uma boa Manutenção

15 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 BOAS PRÁTICAS DE PROJETO COM VISTAS À SEGURANÇA DE BARRAGENS

16 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

17 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

18 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 COMO FAZER PARA CONSIDERAR ISSO TUDO???

19 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Critérios de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas, A Eletrobrás, com apoio do CBDB - Comitê Brasileiro de Barragens, consolidou no documento Critérios 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.

20 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008

21 Uniformizar e definir os critérios utilizados no desenvolvimento de projetos em nível de Viabilidade, Básico e Executivo de Usinas Hidrelétricas. Objetivo dos Critérios

22 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Trata-se de um documento de orientação ao estabelecimento do projeto com adequadas condições de qualidade técnica, segurança e custo.

23 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

24 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

25 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

26 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

27 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

28 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 ÍNDICE

29 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 AUSCULTAÇÃO E SEGURANÇA DE BARRAGENS

30 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 MANUAIS DE PROJETO / CONSTRUÇÃO / AVALIAÇÃO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

31 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 MANUAIS DE PROJETO / CONSTRUÇÃO / AVALIAÇÃO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

32 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 MANUAIS DE PROJETO / CONSTRUÇÃO / AVALIAÇÃO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

33 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Guia Básico de Segurança de Barragens, CBDB - Núcleo Regional de São Paulo, 1996; Bibliografia Recomendada

34 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 II Simpósio sobre instrumentação de barragens - Vol. 1 Auscultação e instrumentação de barragens no Brasil CBDB, agosto/1996; Bibliografia Recomendada ÍNDICE

35 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 ÍNDICE Bibliografia Recomendada

36 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

37 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Auscultação e Segurança A 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.

38 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

39 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

40 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

41 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

42 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

43 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

44 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Análise de Risco

45 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

46 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

47 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

48 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

49 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Classificação das Barragens TABELA 1.1 CLASSIFICAÇÃO DA CONSEQUÊNCIA DE RUPTURA DE BARRAGENS POTENCIAL CONSEQUÊNCIA INCREMENTAL DA RUPTURA Fonte: Guia Básico Seg. Barragens – CBDB-SP

50 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

51 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Reavaliação da Segurança Fonte: Guia Básico Seg. Barragens – CBDB-SP

52 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

53 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Fonte: Guia Básico Seg. Barragens – CBDB-SP CHEIA AFLUENTE DE PROJETO

54 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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)

55 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

56 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 VAZÃO DE DESVIO CATEGORIA DO DANORISCO 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)

57 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

58 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 ÍNDICES DE AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO

59 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Índice de Comportamento (IC) IC = 0,4PP + 0,6ER PP = PERICULOSIDADE POTENCIAL ER = ESTADO REAL DA BARRAGEM CRITÉRIO DA SABESP

60 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 PP = Periculosidade Potencial Índice PP Importância Altura, dimensão da barragem Tipo de barragem Volume dágua represado Impacto a jusante (social, ambiental, econômico) Tipo de vertedouro Enchente de projeto

61 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 PP = Periculosidade Potencial Importância Capacidade instalada Abastecimento dágua Irrigação Tipo de barragem barragem de concreto (em arco, de gravidade) barragem de enrocamento barragem de terra

62 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

63 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 PP = Periculosidade Potencial

64 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

65 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 ER = Estado Real de uma Barragem

66 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Índice de Comportamento IC = 0,4PP + 0,6ER Classificação IC > 80 Satisfatória 80>IC>50 Aceitável IC<50 Insatisfatória

67 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

68 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

69 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Um Índice para Avaliação do Nível de Auscultação INA INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS

70 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

71 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

72 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Dispor das informações básicas da barragem é importante para poder avaliar seu comportamento. Organização e disponibilidade dos dados básicos da barragem

73 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

74 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 TABELA 1 - Organização e disponibilidade dos dados básicos da barragem - Notas

75 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

76 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

77 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

78 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

79 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

80 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 TABELA 2 - Inspeções visuais - Notas

81 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

82 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

83 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

84 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 TABELA 3 – Equipes de Auscultação - Notas

85 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

86 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Instrumentação - Freqüência das leituras Fonte: Critérios de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas

87 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Instrumentação - Freqüência das leituras Fonte: Critérios de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas

88 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

89 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

90 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 TABELA 4 – Instrumentação de monitoramento - Notas

91 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

92 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Análise e interpretação dos resultados - Validação das leituras As leituras devem ser verificadas quanto a sua coerência com as anteriores e com os limites previstos. - Interpretação dos resultados, pré-análise Uma 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. - Relatórios Os Relatórios de Interpretação devem ser elaborados com freqüência anual ou plurianual e devem conter uma análise aprofundada dos resultados cobrindo varias campanhas de leituras.

93 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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.

94 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 TABELA 5 - Análise e interpretação dos resultados - Notas

95 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 TABELA 6 – Peso de cada Aspecto CÁLCULO DO INA

96 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

97 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 Critério de Avaliação Aplicação

98 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

99 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 PROJETO DE LEI Nº 1.181, DE 2003 (Versão aprovada pelo CNRH) Estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens - PNSB e cria o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens – SNISB. TEXTO

100 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 QUAL A CONTRIBUIÇÃO DO PL. 1181? CORRIGIR, COIBIR, BALIZAR, RESPONSABILIZAR, MELHORAR A QUALIDADE DOS PROJETOS E OBRAS, ETC. SEGURANÇA

101 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

102 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 -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

103 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 -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

104 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 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

105 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 As duas últimas transparências mostram uma lista de instruções jocosas de como fazer para boicotar o programa de instrumentação. CONCLUSÕES

106 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 AS DEZ REGRAS ÁUREAS PARA TORNAR INEFICIENTE O PROGRAMA DE INSTRUMENTAÇÃO DE UMA BARRAGEM

107 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 AS DEZ REGRAS ÁUREAS PARA TORNAR INEFICIENTE O PROGRAMA DE INSTRUMENTAÇÃO DE UMA BARRAGEM

108 CURSO: SEGURANÇA DE BARRAGENS VI SPMCH ABRIL/2008 FIM CONTATOS OU INFORMAÇÕES : Ademar Sérgio Fiorini (45) (45)


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