CONTENÇÃO DE TALUDES

 

BARRAGEM

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É comum confundirmos  Barragem com Reservatório e, muitas vezes, repórteres falam que a "Barragem está cheia" quando, na verdade, quem fica cheio é o reservatório formado pela barragem do rio que corria pelo vale.

Vamos definir claramente cada um dos termos usualmente empregados:

BARREIRA: qualquer obstáculo que ofereça dificuldades para a passagem de veículos, pessoas, água, lama, exército, cargas, etc.

Quando o povo de Deus passou para tomar Jericó, a cidade murada, não apresentava passagem. Então, o anjo desfez a barreira e o povo conseguiu tomar a cidade.

O transporte da mercadoria não teve prosseguimento pois a viagem foi barrada no posto fiscal por excesso de carga.

Outros exemplos de barreira:

BARRAGEM: qualquer tipo de construção que serve para barrar a passagem de água ou outra matéria que a gente deseja guardar, armazenar para futuro uso ou que a gente deseja evitar que invada uma área pretegida.

A barragem de Itaipú reserva uma quantidade muito grande de água, barrando o rio Paraná, formando o maior lago artificial do mundo.

DIQUE: barragem construída para evitar a invasão de água em determinada área e mantê-la seca para aproveitamento.

Oa diques da Holanda mantém seco o que era o fundo do mar formando mais de 2/3 do território holandês. O que o povo chama erroneamente de "moinho" são na verdade bombas eólicas que aproveitando a força do vento bombeiam as águas da parte baixa para o oceano Atlântico (mais alto). Hoje, os geradores eólicos (mais eficientes) substituíram as bombas eólicas.

As tulipas, símbolo da Holanda é a planta que mais ajuda na dessalinização da terra (que era fundo de mar) e fixam os nutrientes (nitrogênio, fósforo e potásio) na terra. Não é à toa que a Holanda procura plantar tulipas em todo pedaço de terra.

AÇUDE: barragem construída para represar a água de um rio afim de serem utilizadas na indústria, na agricultura ou no abasteciemtno de cidades.

Na região nordeste do Brasil, devido à irregularidade do ciclo hidrológico (tem ano que chove e tem ano que não chove) construem-se açudes para acumular água quando chove e usar a água acumulada quando não chove.

O açude de Orós, no Ceará, além de fornecer água para o abastecimento público, propicia a pesca, a irrigação da lavoura, o lazer e a prática dos esportes náuticos.

CISTERNA: reservatório construído para armazenar a água da chuva para posterior uso.

Cuidados especiais são tomados para descartar (jogar fora) a primeira chuva pois vem carregada de cocô que as aves e os morcegos deixam no telhado.

Muitas doenças são transmitidas pelas fezes de aves e de outros animais como o rato e o morcego que tem livre acesso aos telhados. Veja algumas dessas doenças: Criptococose, Dermatite, Hantavirose, Histoplasmose, Leptospirose, Ornitose, Salmonelose e Tifo Morino.

A "primeira chuva" que é aquela formada pelas primeiras gotas que caem do céu, promove o amolecimento da poeira acumulada no telhado e "lava" o telhado levando toda a sujeira acumulada (cocô de aves, insetos, gatos, etc.). Quanto maior for o tempo sem chuva maior será a quantidade de sujeira acumulada no telhado. As primeiras gotas, no trajeto entre as nuvens e o telhado, dissolvem as partículas de gases tóxicos existentes na atmosfera das cidades e formam a Chuva Ácida.

Por isso, evite ficar em baixo de Beiral de Telhado que não tenha calha pois a primeira chuva carrega tudo quanto é tipo de vetores transmissores de doença deixados no telhados pelos animais e guardados na poeira acumulada sobre as telhas. A maior parte das doenças são transmitidas pelo simples contato com a pele. Ao fugir da chuva, olhe bem se a casa tem Calha, mesmo que seja apenas sobre a porta, pois a Calha desvia a água do telhado evitando que você receba a água contaminada.

Veja mais sobre a sujeira do telhado em  .

CACIMBA: cova aberta em terreno úmido para recolher a água presente no solo que nela se acumula na forma de lençol freático.

No nordeste e outras áreas que sofrem com a falta de água, a cacimba é uma boa solução desde que a água do solo não seja salobra e que a água depois de bombeada receba uma bom tratamento (físico, químico e  bacteriológico) para torná-la adequada para o consumo do ser humano.

 

RESERVATÓRIO:

Em todo reservatório de água há vida, que chamamos de vida aquática. A vida aquática confere "vida" à água do reservatório.

Nos reservatórios ocorre um fenômeno denominado Estratificação Térmica em que as águas ficam dispostas em camadas

Cada uma dessas camadas possui características próprias em função da penetração dos raios solares e da agitação provocada pelo vento. As camadas mais superficiais são mais quentes e mais ricas em oxigênio enquanto que as camadas mais profundas são mais frias, contém menos oxigênio e mais densas e turvas por ter mais partículas sólidas finas em suspensão.

Veja mais detalhes sobre o fenômeno da Estratificação Térmica em .

Os animais aquáticos apresentam características próprias de vida. Assim, o peixe Dourado prefere águas claras e agitadas enquanto que o Cascudo prefere águas profundas e mais frias.

Então, encontramos "camadas" de vida onde determinada espécie vive mais em determinada camada de água no reservatório. Os pescadores sabem muito bem disso e determinam a altura do anzol dentro da água em função do tipo de peixe que querem pescar.

 

VOLUME MORTO:

Nos reservatórios onde armazenamos água para o abastecimento público de água é importante manter uma razoável variedade de vida aquática com uma quantidade considerável de cada espécie.

A água que bebemos não basta "ser potável", é necessário que "seja saudável" e a salubridade é uma característica dada pelos sais dissolvidos, pela quantidade de oxigênio dissolvido e outras características ligadas à saúde das pessoas.

É por esta razão que nos reservatórios de abastecimento existem dois tipos de "volumes", um chamado "útil" que é aquele que podemos tirar sem prejudicar a fauna e a flora do reservatório e outro chamado "morto" que é intocável pois afeta a vida aquática. A Tomada d'Água, isto é, o ponto de onde se retira a água fica posicionada numa altura tal que não consegue tirar a água do Volume Morto.

Numa situação crítica é possível retirar o Volume Morto, sacrificando a vida aquática, mas pagaremos um preço muito alto nos anos seguintes pois o repovoamento da fauna e da flora pode demorar muitos anos para acontecer. Enquanto isso, a água fica sem a sua salubridade, mesmo que potável, e não é boa para beber e cozinhar alimentos.

BARRAGEM:

Entende-se como Barragem qualquer obstáculo que colocamos para barrar, impedir, dificultar a passagem da água. Fazemos isso para armazenar, guardar e ter água quando não chove.

Na região nordeste do Brasil, devido ao fato do ciclo de chuvas ser muito irregular podendo ficar anos sem chuva, os rios chegam a secar.

FOTO DE RIO SECO

Chamamos de "perenização" a construção de um reservatório que permitirá que o rio tenha água, pelo menos um filete de água mesmo quando a região fica muitos anos sem chuva.

Como a finalidade da barragem é armazenar água, é importante que ela não apresente vazamentos pois um balde furado nunca fica cheio de água.

BARRAGEM DE CONCRETO:

Em outros países, em especial nos EUA, a barragem é feita de concreto. Eles têm dificuldade com a mão de obra e o concreto permite a industrialização através de linha de montagem. Enquanto que uma barragem (de terra) no Brasil emprega 20.000 trabalhadores, nos EUA a mesma barragem, feita de concreto, emprega apenas 2.000 trabalhadores, entretanto, seu custo final é muitas vezes maior.

Além de custar muito mais cara, a barragem de concreto é frágil e pequenos tremores de terra pode trincar o concreto e causar o rompimento da barragem.

Um dos exemplos clássicos de Barragem de Concreto é a barragem HOOVER no rio Colorado nos EUA.

 

No Brasil, existe uma barragem feita de concreto, aliás, é a primeira barragem brasileira, construída para barrar o Rio Cabuçu, no município de Guarulhos-SP:

 

BARRAGEM DE TERRA:

No Brasil preferimos a Barragem de Terra por vários motivos:

- Emprega mais mão de obra na sua construção;

- Apresenta soluções técnicas mais fáceis de serem executadas para a sua estabilidade;

- É mais segura na ocorrência de um tremor sísmico.

A grande dificuldade que encontramos na barragem de terra é controlar o vazamento de água.

No Brasil, um rio não pode ter seu fluxo de água totalmente impedido. O Código das Águas exige uma vazão mínima que é a quantidade que as comunidades à jusante têm direito.

Mas a terra é um material permeável, isto é, permite a passagem de água. Até aí tudo bem. Acontece que o fluxo da água pelo interior do maciço de terra ocasiona o carriamento de partículas sólidas, isto é, a força da água consegue remover um grão de terra e carregá-lo junto com a água. Quando existe uma mina d'água no pé do talude de jusante e esta água sai barrenta é sinal de que está sendo formado canalículos e pequenas cavernas transformando a barragem, que deveria ser maciça, em um "queijo suiço" cheio de buracos e, portanto, de baixa resistência.

 

Para impedir o transporte de grão de terra pela água que percola no interior da barragem, construimos um filtro de areia com a função de reter a terra e só deixar passar a água.

Podemos construir uma cortina de vedação para impedir que a água "vaze" pelas fundações da barragem e nessa água que percola pelas fundações também construímos um filtro, chamado cortina drenante, para impedir o solapamento das fundações.

BARRAGEM DE PEDRA:

Quem poderia imaginar que é possivel barrar a passagem da água com pedras?

Pois é, a Barragem de Enrocamento é uma barragem feita de pedras e a água pode circular livremente por entre as pedras.

Para segurar a água constrói-se no meio da barragem uma cortina vedante, que pode ser de argila ou outro material. Atualmente é muito empregado o asfalto pois é muito resistente, não deixa a água passar e, caso ocorra algum deslocamento interno da barragem, o asfalto, por ter uma certa flexibilidade, consegue acompanhar o movimento mantendo a estanqueidade. Veja um exemplo de uma barragem de enrocamento com núcleo de asfalto em fase de construção:

 

 

PRINCIPAL PROBLEMA DA BARRAGEM:

De todas as questões críticas que devem ser cuidadosamente estudadas e analisados pelos projetistas de barragens o mais difícil é a questão da Estabilidade e isto é feito pelas Fundações, ou melhor, pelo solo que irá suportar o peso da barragem.

Preocupações com as fundações eram conhecidos até mesmo na antiguidade. No antigo Egito, problemas de pirâmides que começaram a afundar no solo, ainda na fase construtiva devido ao seu peso, são muitos e tiveram que diminuir a altura final da pirâmide durante a construção para que seu peso final estivesse dentro da capacidade do solo. A pirâmide de Dashour é um exemplo típico:

Casos em que a capacidade de suporte do solo foi negligenciada são muitos. A Torre de Pisa é um exemplo clássico.

 

ERROS COMUNS:

Ainda hoje, encontramos casos em que a capacidade de resistência do solo sob a barragem é negligenciada.

Em matéria publicada no jornal Folha de S Paulo, edição de 08/12/2015, é feita a descrição de "formas de motnar uma barragem" como se Projetar, Calcular e Construir barragens fosse um simples brinquedo de montar como Brincando de Ser Engenheiro.

Veja a propaganda de um desses brinquedos:

A embalagem recomenda o brinquedo para +3 mas não diz, pois deveria dizer, que é proibido para maiores de 10 anos de idade. Muitos adultos, portadores de diploma de engenheiro, não esqueceram do brinquedo e continuam a "montar" as barragens como mostra a matéria do jornal:

 

Observe que nenhuma das 4 formas de "montar" é aceitável pela Engenharia mesmo por que não seria possível aproveitar as fundações feitas para a primeira barragem e ao tentar altear, isto é, ter uma barragem com maior altura, precisaria remover tudo, inclusive as fundações da primeira barragem e construir uma nova fundação capaz de suportar o peso total das 3 barragens.

Veja como deve ser encarada uma eventual ampliação da capacidade de reservação de uma barragem:

 

Veja mais detalhes sobre a construção de barragens em:

- Estabilidade de Taludes .

- Dimensionamento de Barragens .

- Governo do estado de Minas Gerais vai proibir ampliação de barragem de rejeito pelo método à montante. Veja mais detalhes em http://noticias.uol.com.br/cotidiano/ultimas-noticias/2016/01/11/minas-gerais-vai-proibir-metodo-de-barragem-usado-pela-samarco.htm

 

ASSOREAMENTO E POLUIÇÃO:

Os maiores problema de um reservatório são:

- A poluição de suas águas;

- O assoreamento do reservatório.

ENCARANDO A POLUIÇÃO: 

A poluição é de fácil controle pois não existe, na natureza, fontes de poluição e toda poluição é causada pelo ser humano.

Na Inglaterra, na década de 70, ao ver o rio Tâmisa poluído, as autoridades trataram de baixar leis severas proibindo o lançamento no rio de qualquer tipo de poluente, principalmente do esgoto doméstico.

Hoje, o rio Tâmisa é orgulho nacional e muitas atividades, inclusive turísticas, são realizadas no rio.

Na França foi feita uma restrição semelhante. Na década de 70, ao detectar os efeitos nocivos da poluição, as autoridades baixaram leis severas e aplicaram volumes imensos de recursos para dotar todos os municípios de Estações de Tratamento de Esgoto. Com isso, em poucos anos, o rio já tinha recuperado a sua saúde e salmões passaram a subir o rio Sena para a desova anual.

 

ENCARANDO O ASSOREAMENTO:

Ao contrário do problema da poluição das águas cuja solução depende apenas de ações das autoridades, o problema do assoreamento é mais complexo.

O desmatamento descontrolado e a construção de cidades sem o cuidado com a erosão do solo está carriando milhões de toneladas de terra e areia para dentro dos rios e reservatórios causando, paulatinamente, a colmatação dos nossos recursos hídricos.

Veja um grave problema que está matando, aos poucos, a Lagoa dos Patos .

DIMENSIONAMENTO:

É o cálculo que fazemos para saber se uma barragem, seja ela de terra, de pedra ou de concreto vai resistir aos esfoços que atuam sobre ela. Barragens altas retém um grande volume de água. Alturas de 80 ~ 100 metros são comuns nas barragens brasileiras. A de Itaipu, por exemlo, segura uma altura de água de 125 metros, isto equivale a um edifício de 40 andares.

Este tipo de cálculo foge muito do cotiano e, em geral, as faculdades de engenharia não ensinam como é feito, ficando apenas nas estruturas mais comuns como lajes, vigas, pilares, estacas e blocos de fundações.

Costuma-se empregar um método pouco conhecido que se chama Método dos Elementos Finitos, que envolve milhões de cálculos e por isso mesmo requer o emprego de computadores. O método pode ser empregado para analisar as tensões e deformações numa superfície plana (mais simples) e também num corpo tridimensional. Baseia-se no príncípio de que qualquer corpo quando submetido a uma força sofre um deslocamento, a Lei de Hooke:

Qualquer corpo, sólido líquido ou gasoso, pode ser considerado como sendo constituído por milhares de pontos onde age um vetor com uma grandeza qualquer:

Esta grandeza pode ser uma qualquer como por exemplo:

 

 

Qualquer grandeza, pode ser decomposta em três direções ortogonais:

Podemos conhecer a relação entre os vetores que agem em dois pontos:

 

O Método dos Elementos Finitos divide o corpo em partes menores, num processo denominado discretização e estabelecendo as regras que agem entre dois elementos é possível estudar a distribuição do fluxo dos vetores, sejam eles temperatura, velocidades e esforços mecênicos.

Veja algumas das aplicações práticas do Método dos Elementos Finitos em obras da engenharia nacional:

 

TENSÕES E DEFORMAÇÕES NA
BARRAGEM DE TERRA
TENSÕES E DEFORMAÇÕES
NA TOMADA D'ÁGUA
 

  

RMW\talude\barragem.htm em 29/11/2015, atualizado em 27/10/2016.