EROSÕES EM MARGENS DE RESERVATÓRIOS

EROSÕES EM MARGENS 

DE RESERVATÓRIOS 

Adalberto A. Azevedo 

Geólogo, Dr. – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT 

Nilson Franco 

Eng. Civil, PhD – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT



E E Ó 

Caracterização ã e contextualização l ã do d problema bl 

Situação no Brasil e no mundo 

Desempenho de estruturas de contenção 

Experiência Experiência Experiência nacional nacional e e internacional 

internacional 

Fatores determinantes no avanço da erosão 

Fatores Fatores Fatores extrínsecos ao ao maciço maciço rochoso/terroso 

rochoso/terroso 

Fatores Fatores intrínsecos ao maciço rochoso/terroso 

Dinâmica Dinâmica Dinâmica da da evolução evolução do do processo processo erosivo 

erosivo



Como Como de enfrentar o problema? 

Implantar Implantar Implantar estruturas de contenção 

Emersas, Emersas, Semi-emersas, Semi emersas, Submersas 

Análise A áli dda estabilidade t bilid d dde objetos bj t submersos b 

Aplicação: p ç Estudo de caso 

Programa de Monitoramento de Erosões 

Aplicação: p cação P&D &D para desenvolvimento s n o m nto de estruturas struturas 

de contenção



Caracterização ç 

do Problema



Conseqüências (dentre outras) 

Erosão das das margens margens (perda (perda de de terras terras em 

em 

áreas de APP) 

Turbidez da água 

Assoreamento Assoreamento local 

local 

Comprometimento de estruturas, mata ciliar



Erosão Erosão das das Margens 

Margens



Erosão Erosão das das Margens 

Margens



Erosão das Margens



Turbidez das Á Águas



Assoreamento Local



Comprometimento de Estruturas



Situação Situação no Brasil e no mundo 

Problemas em em reservatórios reservatórios => Pouco estudado estudado, 

pouco divulgado no Brasil e no mundo 

Brasil – Geomorfologia favorece favorece formação formação de 

de 

grandes lagos => problemas de erosão (Porto Primavera, 

Jurumirim, Itaipu, Ilha Solteira, Capivara, Obras da Cemig) 

Experiência internacional (USBR, USCE) 

Importação da experiência experiência em controle de erosão 

marinha



Desempenho Desempenho de estruturas estruturas de de contenção 

contenção




contenção




contenção




contenção




contenção




contenção




contenção




contenção




contenção


DE E RESERVATÓRIOS 

E E Ó 

Desempenho de estruturas de contenção



Desempenho de estruturas de contenção 

Gabião 

Bolsa-creto




contenção 

Concreto projetado




contenção 

Solo-cimento 

Solo cimento




contenção 

PPaliçada li d com mourões 

õ BBarricada i d dde 

pneus




contenção 

GGalhada lh d contidas id por pilotis il i 

Solo-cimento



Avanço d dos P Processos E Erosivos 

Fatores Extrínsecos ao Fatores Intrínsecos ao 

Maciço 

Maciço 

• Magnitude das ondas 

• Recorrência dos ventos 

• Propriedades geológico- 

geotécnicas 

geotécnicas, 

geomecânicas, 

estruturais e hidráulicas

Fatores Extrínsecos ao Maciço 

Dinâmica das ondas 

Onda - é o resultado do processo de transmissão 

de energia g sem deslocamento de massa 

Causas - movimentação de embarcações, ação do 

vento agindo sobre a superfície do reservatório 

Características - amplitude, comprimento, 

ffreqüência üê i e velocidade l id d - ffunção ã ddo fetch, f t h 

velocidade, intensidade, direção e duração dos 

ventos ventos.



Formação de ondas em ambiente marinho e em 

margens g de rios e reservatórios => os 

parâmetros são diferentes e específicos, 

necessitando levantamentos e medições locais 

Em ambientes marinhos, as águas são profundas, 

em rios i e l lagos, são ã rasas. No N segundo d caso, 

existem fatores, tais como obstruções, fetch fetch 

e di direções õ relativas l ti a serem consideradas 

id d



Características das ondas em águas rasas e profundas



Ondas são estudadas como estáveis (trem de 

ondas), cristas paralelas e comprimento 

constante t t (Shore Shore Protection Protection Manual Manual e e Low Low Cost Cost Shore Shore Protection) 

Protection 

Ondas geradas g pelo p vento são conhecidas como 

oscilatórias. l ó São definidas d f d por H, C e T (ver figura) 

Ondas que q p propagam p g em águas g profundas p - 

somente a forma da onda e parte da energia 

avançam para a praia. As partículas de água se 

movimentam em em uma uma trajetória 

trajetória 

aproximadamente circular



Curvas acima e abaixo do nível de repouso são 

diferentes => teoria elementar assume como 

sendo do tipo senoidal 

A equação quação geral g ra para representar r pr s ntar o movimento mo m nto 

de uma onda é dada por 

L L = C * T 

L -comprimento comprimento 

C – velocidade 

T – período



H, H HH, C e e T: T: função função do do“fetch” “fetch” fetch fetch , velocidade e duração 

do vento, distância percorrida pela onda após 

deixar deixar a área de geração e profundidade 

M Mesma região iã -o o vento t pode d gerar ondas d d de 

várias alturas, comprimentos e períodos



Ondas geradas próximo às margens/costa - 

chegam à à praia/taludes praia/taludes com com forma forma próxima próxima à 

à 

inicial => ondas são profundas, o comprimento 

é de 10 a 20 vezes a sua altura 

Ondas geradas muito longe - caminham longas 

distâncias em em áreas áreas de de ventos ventos calmos calmos até 

até 

alcançar a praia => ondas se abatem e são 

transformadas em onda longas e baixas, com 

comprimento i t d de 30 a 500 vezes altura. 

lt



A primeira defesa é o talude de fundo. A onda 

colapsa p e quebra q quando q P=1,3*H , ou H=0,78*p , p 

Dissipação de energia por turbulência na massa 

flúida flúida e transporte de sedimentos de fundo 

Em tempestades, ondas são mais profundas, 

acompanhadas h d pela l elevação l ã do d nível í l d’á d’água, e 

podem atingir partes mais altas, causando 

erosão na na própria própria praia, praia em em bermas, bermas em em taludes 

taludes 

sujeitos ao ataque das ondas.



Movimento de ondas – para descrição - métodos baseados 

em ondas simples => funções matemáticas elementares 

são adotadas. d d Situações especiais, teorias mais complexas l 

são necessárias. Em qualquer caso, não se encontra 

completa concordância entre a teoria e a prática prática. 

Duas teorias clássicas - Airy (1848) e Stokes (1880), 

descrevem ondas simples (ondas geradas em águas 

profundas). Águas rasas, a teoria para ondas isoladas 

prevê satisfatoriamente o comportamento. A teoria mais 

elementar l refere-se f ààs ondas d dde bbaixa i amplitude li d ou 

teoria linear de Airy (1848).



Descrição de ondas em meio aquoso envolve a 

forma na superfície e o movimento do fluido sob 

a onda. Ondas senóides são exemplos de ondas 

simples 

Forma de classificação - período (T) ou pela 

freqüência (f=1/T) (f 1/T) 

As ondas de gravidade (T entre 1s a 30 s, ou entre 

5s e 15s) são as mais importantes para os 

problemas encontrados em praias (figura)


Dinâmica das ondas



Ondas de gravidade - é a principal causa para que 

retornem t à posição i ã de d equilíbrio ilíb i 

Podem ser ainda subdivididas em duas classes: 

Se deslocam sob influência do vento, atuando 

na área de geração (ã (são ondas d profundas f d com períodos íd curtos) t ) 

Se deslocam por longas distâncias, fora da 

áárea de influência ê dos ventos (são ondas livres, sem 

distúrbios)

Teoria Elementar de Ondas Progressivas 

A expressão relacionando velocidade, 

comprimento mp m e período p das ondas 

A expressão ã bá básica i relacionando l i d a velocidade l id d com 

o comprimento de onda e profundidade


que pode ser reescrita da forma 

2π/L /L e 2π/T / são denominados 

d d 

- número da onda “k” 

- ffreqüência üê i angular l dda onda d “ “ω” ” 

Das expressões acima o comprimento de ondas em função 

dda profundidade 

f did d


Ondas de gravidade classificadas em função da 

profundidade dd, onde se propagam 

Quadro mostra a classificação para valores de “d/L” e 

valores limites resultantes a partir da função tanh 

(2πd/L) 

Classificação d/L 2πd/L Tanh (2πd/L) 

Águas profundas > 1/2 > π ~ 1,0 

Transicional 1/25 a 1/2 1/4 a π Tanh (2πd/L) 

ÁÁguas rasas < 1/25 < 22πd/L d/L ~ 22πd/L d/L


Para águas profundas, tanh(2πd/L)~=1


Para fins práticos - d/L=½, tanh (2πd/L)=0,9964 

Quando d/L for maior que ½½, as características da 

onda independem da profundidade. Assim, as 

expressões p para p águas g profundas p são indicadas por p 

(emmes);


Para as profundidades de transição, quando 

as profundidades relativas d/L estiver entre 

1/2 e 1/25, as equações devem ser usadas 

sem correção, correção ou seja


Quando a profundidade relativa for menor que 1/25, 

ou 2πd/L < 00,25, 25 indicando águas rasas, rasas a expressão 

que pode ser simplificada para


Além ddas s velocidades, l id d s é ddesejável s já l conhecer nh as s velocidades l id d s 

e acelerações para diversos valores de z e T durante a 

passagem da onda 

A componente horizontal “u” e a componente vertical “ω” 

da velocidade de um fluido são dadas pelas expressões 

abaixo 

Essas equações expressam a velocidade do fluido a qualquer 

distância (z+d) acima do fundo

Teoria Elementar de Ondas Progressivas

Teoria Elementar de Ondas Progressivas


As acelerações loca locais s para o fluido flu do são 

derivadas da velocidade e representadas 

pelas equações

Estabilidade de Objetos Submersos 

Objetivo - avaliar esforços solicitantes (ondas) e 

esforços resistentes (estrutura) 

Estruturas submersas - reduzir a energia por 

dissip dissipação ã e estabilizar st bili ppraias i s e ttaludes l d s (Harris e Gonzales) 

A equação q ç 

de Morison


Força das ondas 

Força de arraste (equação de Roberson) 

C d - coeficiente coef c ente de arraste 

ρ - densidade de massa da água 

Ap - área projetada na direção do fluxo 

U - velocidade máxima horizontal das partículas de água


Força das ondas 

Força de inércia (equação de Dean) 

Cm - coeficiente de inércia 

V - volume do objeto 

a - aceleração l ã das d s partículas tí l s dde áágua 

Força de inércia - Varia com o tamanho e a forma do objeto 

j 

Em geral C m é maior ou igual a um. Equação de Dean - C m = 1+ k m. 

Para secção circular adota-se o valor experimental k m = 1


Forças resistentes 

Forças para manter o objeto na posição estável 

(sem movimento) apoiado no fundo, sem 

nenhuma ancoragem 

Empuxo p (Arquimedes) 

( q )



Levantamento (lift) - Força de sucção, ou 

levantamento (equação de Roberson) 

Cl -coeficiente de levantamento 

S - área do objeto projetada no plano horizontal horizontal.



Atrito 

Forças induzidas pelas p ondas na direção horizontal 

=> resistência ê será á por atrito 

O coeficiente de atrito deverá ser determinado 

experimentalmente. 

Para o concreto e areia - em torno de 0,5 , 

Coeficiente de segurança - circunstâncias 

desconhecidas como nos coeficiente de inércia e 

de arraste.


Determinação dos coeficientes 

Nos cálculos das forças exercidas pelas ondas 

sobre os obstáculos => necessário o conhecer 

valor dos coeficientes: forma, volume, atrito 

=> determinação da magnitude das forças de 

iinércia, é i llevantamento, atrito i e arraste 

O coeficiente f de atrito: determinação m ç 

experimental 

Outros coeficientes: literatura literatura.



Atrito



Atrito


Determinação dos coeficientes 

Arraste e levantamento (Lift and Drag)


Arraste e levantamento (Lift and Drag) 

Fr - resultante das forças na asa 

Fa - força de arraste (drag) 

Fl - força de levantamento (lift) 

A – Área projetada na direção do fluxo.


Objetivo - avaliar esforços solicitantes (ondas) e 

esforços resistentes (estrutura) 

Estruturas submersas - reduzir a energia g por p 

dissipação e estabilizar praias e taludes (Harris e Gonzales) 

A equação de Morison


Como calcular essas forças ?? 

Experimentos Experimentos realizados realizados em em 

grandes g lagos g


Experimentos realizados em grandes lagos


Experimentos realizados em grandes lagos


Experimentos p realizados em grandes g lagos g


EExperimentos i realizados li d em grandes d llagos


PPara avaliação li ã dos d parâmetros â necessários á i 

Comprimento de onda 

Período das ondas 

Alturas das ondas 

Profundidade f do lago g 

Velocidade de propagação 

AAceleração l ã ddas partículas 

tí l


Exemplo de Tabela de Calculo Para Tubo Geossintético T = 5 s 

Geossintético T=5 ρ = 1000 H = altura da onda 1.50 

Fw = Fdrag + Finertia = Fresist 

k = 2*π/L U = velocidade da partícula de água 

Cm=1+km 

km= 

0.52 

Ap = area projetada plano 

vertical 1.20 

T = periodo 5.00 

f=comp 

obj 1 k = número da onda =2π/L 0.300631 

Fdrag = Cd * ρ *Ap *U^2/2 h=larg obj 3.96 d = profundidade do lago 2.00 

U = (π * H / T) * cosh(k*(z+d)) /sinh(k*d) * cosφ b=alt obj 1.2 w = profundidade livre 0.80 

Finertia = Cm * ρ * Vol * a p=prof obj Vol = volume do objeto/metro 

a = (π*H*g/L) * cosh(k*(z+d)) / cosh(k*d) * sinφ Vol 4.14fornecido 

S = área projetada plano 

horizontal 3.96 

E = ρ * Vol Cm 1.52 μ = coeficiente de atrito 0.60 

Flift = C lift *ρ*S*U^2/2 C lift 0.321 L=comprimento de onda 20.90 

FS * Fw = μ *(Pseco - Empuxo - Flift) C d 1.2 tan(a)=Cd/Clift alfa= 75.02402 

Coef. de Fdrag Finertia Flift Fwave Empuxo F-Resist. Fpseco F atrito U a z Psubm 

segurança 

N N N N N N N N m/s m/s² m N 

1.16 2911.83 15971.46 2570.42 18883.29 23746.90 21967.17 62929.27 21967.17 2.01 2.54 0.75 36611.96 

1.18 2853.37 15810.31 2518.81 18663.68 23746.90 21998.14 62929.27 21998.14 1.99 2.51 0.70 36663.57 

1.19 2796.78 15652.74 2468.85 18449.51 23746.90 22028.11 62929.27 22028.11 1.97 2.49 0.65 36713.52


Exemplo p de Tabela de Cálculo Para Tubo Geossintético T = 10 s 

Geossintético T=10 

Fw = Fdrag + Finertia = Fresist ρ = 1000 H = altura da onda 1.50 

Fdrag = Cd * ρ *Ap *U^2/2 k = 2*π/L U = velocidade da partícula de água 

U = (π * H / T) * cosh(k*(z+d)) /sinh(k*d) * cosφ Cm=1+km 

Finertia = Cm * ρ * Vol * a 

km= 

0.52 

Ap = area projetada plano 

vertical 1.20 

f=comp 

obj 1 T = periodo 10.00 

a = (π*H*g/L) * cosh(k*(z+d)) / cosh(k*d) * sinφ h=larg obj 3.96 k = número da onda =2π/L 0.14378 

E = ρ * Vol b=alt obj 1.2 d = profundidade do lago 2.00 

Flift = C lift *ρ*S*U^2/2 p=prof obj w = profundidade livre 0.80 

FS * Fw = μ *(Pseco ( - Empuxo p - Flift) ) Vol 4.14fornecido AllOnda Vol = volume do objeto/metro j 

4.14 

Cm 1.52 



C lift 0.321 μ = coeficiente de atrito 0.60 

C d 1.2 L=Comprimento de onda 43.70 

coef. De Fdrag Finertia Flift Fwave Empuxo F-Resist. Fpseco F atrito U a z Psubm 

segurança 


2.46 2190.88 6894.60 1934.00 9085.48 23746.90 22349.03 62929.27 22349.03 1.74 1.10 0.75 37248.38 

2.47 2179.16 6876.14 1923.65 9055.30 23746.90 22355.23 62929.27 22355.23 1.74 1.09 0.70 37258.72 

2.48 2167.70 6858.04 1913.54 9025.74 23746.90 22361.30 62929.27 22361.30 1.74 1.09 0.65 37268.84


Exemplo p de Tabela de Cálculo Para Tubo Geossintético T = 15 s 

ρ = 1000 H = altura da onda 1.50 

Geosintético T=15 k = 2*π/L U = velocidade da partícula de água 

Fw = Fdrag + Finertia = Fresist 

Cm=1+km 

km= 

0.52 Ap = area projetada plano vertical 1.20 

f=comp 

obj 1 T = periodo 15.00 

Fd Fdrag = Cd * ρ *A *Ap *U^2/2 hh=larg l obj bj 396 3.96 k = número ú da d onda d =2π/L 2 /L 00.0952 0952 

U = (π * H / T) * cosh(k*(z+d)) /sinh(k*d) * cosφ b=alt obj 1.2 d = profundidade do lago 2.00 

Finertia = Cm * ρ * Vol * a p=prof obj w = profundidade livre 0.80 

a = ( (π*H*g/L) g/ ) * cos cosh(k*(z+d)) ( ( d)) / cosh(k*d) cos ( d) * sinφ s φ Vol o 4.14fornecido o ec do AllOnda O da Vol o = volume o u e do objeto/metro objeto/ et o 

4.14 

E = ρ * Vol Cm 1.52 



Flift = C lift *ρ*S*U^2/2 C lift 0.321 μ = coeficiente de atrito 0.60 

FS * Fw = μ *(Pseco - Empuxo - Flift) C d 1.2 L=comprimento de onda 66.00 

coef. De Fdrag Finertia Flift Fwave Empuxo F-Resist. Fpseco F atrito U a z Psubm 

segurança 


3.42 2072.48 4476.65 1829.48 6549.13 23746.90 22411.74 62929.27 22411.74 1.70 0.71 0.75 37352.89 

3.43 2067.48 4471.24 1825.07 6538.73 23746.90 22414.38 62929.27 22414.38 1.69 0.71 0.70 37357.31 

3.43 2062.58 4465.94 1820.74 6528.52 23746.90 22416.98 62929.27 22416.98 1.69 0.71 0.65 37361.63



Dinâmica da evolução ç do processo p



Condicionantes do do comportamento comportamento das encostas 

(Fatores Intrínsecos ao Maciço) 

Características geológicas, g g , geotécnicas, 

g , 

estruturais e hidráulicas dos estratos presentes 

Formas de de relevo relevo e e declividade declividade das encostas 

Posição relativa do nível d’água do reservatório 

na superfície superfície do talude 

Posição relativa do nível d’água subterrânea no 

t talude 

l d



Condições geológicas e geomorfológicas variáveis



Princípios p Metodológicos g 

Meio físico com características semelhantes frente 

à à mesma mesma solicitação solicitação respostas respostas semelhantes 

semelhantes 

Conjugação dos fatores que determinam o 

comportamento das encostas áreas áreas com 

com 

comportamento homogêneo frente às solicitações 

setor 

Seções de monitoramento extrapolação para 

o setor (regionalização do comportamento)



Reservatório 

Extensão: Extensão: Extensão: 250 250 km 

km Monteiro 

Perímetro Perímetro 750 km 

Largura Largura > > 20 20 km 

km PRESIDENTE 

Fetch Fetch > 50 km 

Enchimento: Enchimento: 03/2001 

03/2001 

Geologia 

7580 

280 

7570 

7560 

7550 

7540 

7530 

7520 

7510 

290 

UHE 

PORTO 

PRIMAVERA 

300 

01 

02 

03 

UHE-SERGIO MOTTA 

23 

20 

RB5 

310 

04 

19 

18 

05 

RB4 

16 

17 

320 

13 

ANAURILÂNDIA 

06 

11 

12 

330 

10 

07 

09 

08 

7640 

7630 

7620 

7610 

7600 

7590 

340 

QUEBRACHO 

350 

Bataguassu 

19 

18 

360 

7680 

7670 

7660 

7700 

400 410 420 430 

TRÊS LAGOAS 

UHE 

JUPIÁ 

370 380 390 

450 460 

75 

7690 14 

7690 

7650 

28 

30 

29 

31 

Porto XV 

32 

33 

52°15' 

34 

37 

36 

35 

38 

39 

40 

41 

45 

46 

77 

EPITÁCIO 

ROSANA 

7500 

280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 

7.1 

07 

02 

03 

04 

06 

01 

RB2 

RB3 

25 

24 

RB1 

27 

26 

380 

390 

Brasilândia 

44 

43 

17 

42 

Campinal 

CAIUÁ 

47 

48 

PAULICÉIA 

Seções 49 a 70 

71 PANORAMA SANTA MERCEDES 

Lobato 

08 

09 

PRESIDENTE VENCESLAU 

10 

16 

12 

11 

72 

NOVA 

MARÍLIA 

Terra Nova D'Oeste 

Arabela 

73 

15 

76 

13 

74 

SÃO JOÃO DO PAU D'ALHO 

400 410 420 430 

7560 

7550 

7540 

7530 

7520 

7510 

7500 

Escala Gráfica 

NOVA GUATAPORANGA 

7580 

440 

MONTE CASTELO 

TUPI PAULISTA 

440 

7700 

7610 

7600 

7590 

7680 

7670 

7660 

7650 

7640 

7630 

7620



RE ERVATÓRIO 

Seções de Monitoramento 

Número de Setores 

Margem Esquerda – 11 

Margem Direita – 10 

Seções de Monitoramento 

116 seções (348 perfis 

(348 perfis -3 3 Perfis 

Topográficos/Seção) 

Função da homogeneidade, 

homogene dade, 

extensão, do uso e ocupação 

7580 

280 

7570 

7560 

7550 

7540 

7530 

7520 

7510 

290 

UHE 

PORTO 

PRIMAVERA 

300 

310 

MATO GROSSO 

DO SUL 

01 

02 

03 

UHE-SERGIO MOTTA 

23 

20 

RB5 

04 

19 

18 

320 

ANAURILÂNDIA 

05 

RB4 

16 

17 

13 

06 

11 

12 

330 

10 

07 

09 

08 

7640 

340 

7630 

7620 

7610 

7600 

7590 

7.1 

QUEBRACHO 

07 

02 

03 

04 

06 

01 

350 

360 

7700 

400 410 420 430 

TRÊS LAGOAS 

UHE 

JUPIÁ 

370 380 390 

450 460 

75 

7690 14 

7690 

7680 

7670 

7660 

7650 

BATAGUASSU Porto 

XV 

19 

18 

RB2 

RB3 

25 

24 

RB1 

28 

27 

26 

30 

29 

31 

32 

33 

34 

37 

36 

35 

38 

41 

40 

39 

SÃO PAULO 

45 

46 

77 

PRESIDENTE 

EPITÁCIO 

ROSANA 

7500 

280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 

BRASILÂNDIA 

44 

43 

17 

42 

CAMPINAL 

71 

47 

48 

08 

09 

10 

16 

12 

11 

PAULICÉIA 

PANORAMA 

PRESIDENTE 

VENCESLAU 

400 410 420 430 

7560 

7550 

7540 

7530 

7520 

7510 

7500 

Escala Gráfica 

72 

73 

15 

76 

13 

74 

7580 

440 

7700 

TUPI PAULISTA 

440 

7610 

7600 

7590 

7680 

7670 

7660 

7650 

7640 

7630 

7620

Velocidade 

do Processso 



Tempo 

Comportamento esperado 

esperado 

Após enchimento 

MMateriais t i i menos coerentes t dda 

superfície dos taludes => 

velocidade máxima 

Posteriormente 

Incidência de ondas de maior 

magnitude g é menor; 

Exposição das porções mais 

coerentes do maciço; 

Estabelecimento de ângulos mais 

favoráveis => velocidade diminui



Monitoramento das Seções ç 

Terraços coluvio coluvio-aluvionares 

aluvionares 

Taxa de Recuo (m/ano) 

30,0 

25,0 

20,0 

15,0 

10,0 

5,0 

0,0 

2001-2002 2002-2003 2003-2004 2004-2005 

Período



Monitoramento das Seções 

Arenitos/Terraços aluvionares 

Taxa de Recuo (m/ano) 

50,00 

45,00 , 

40,00 

35,00 

30,00 

25,00 

20,00 

15,00 

10,00 

5,00 

0,00 

2001 2003 2004 2005

Critérios 



Prognóstico de Recuo 

Considerar todos os fatores que regem o comportamento 

das encostas 

Todas as margens serão igualmente solicitadas pelas 

ondas do reservatório 

Altura l máxima á das d ondas d igual l a 2 metros 

Modelos teórico teórico-conceituais 

conceituais 

Utilização de SIG



Prognóstico Prognóstico de Recuo 

TEMAS ATRIBUTOS MAPAS TEMÁTICOS INTERMEDIÁRIOS 

M 

E 

I 

O 

F 

Í 

S 

I 

C 

O 

GEOLOGIA E GEOTECNIA 

GEOMORFOLOGIA 

DECLIVIDADE DAS ENCOSTAS E DAS 

MARGENS 

COTA DE ENCHIMENTO DO 

RESERVATÓRIO 

MAPA DE PROGNÓSTICO DE RECUO 

(SUSCEPTIBILIDADE ( 

DAS ENCOSTAS AOS 

PROCESSOS EROSIVOS)



Classes de Declividade/Comportamento p Esperado p 

CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS 

CLASSES ARENITO CAIUÁ SOTOPOSTO A SOLOS DE ALTERAÇÃO/COLUVIÕES/ ARENITO CAIUÁ SOTOPOSTO A TERRAÇOS ALUVIONARES 

DE TERRAÇOS COLUVIO-ALUVIONARES 

DECLIVIDADE COMPORTAMENTO ESPERADO DAS ENCOSTAS DO RESERVATÓRIO 

< > 3º Encostas Estáveis Encostas Estáveis 

3º - 6º Encostas em solo. Erosão formando praia Encostas em sedimentos arenosos. Erosão formando praia 

6º - 10º Encostas em solo com estreito horizonte de arenito C4 no pé Encostas em sedimentos arenosos e/ou solo de alteração de arenito 

do talude. Erosão controlada pela coerência e espessura do arenito e/ou arenito C 4 no pé do talude. Erosão controlada pela coerência 

10º - 15º EEncostas t com até té 11,0 0 m dde arenito it C C4/C /C3 no pé éddo talude. t l d Erosão E ã 

do talude. Erosão controlada pela coerência e espessura do arenito 

e espessura do arenito 

15º - 20º Encostas com até 1,5 m de arenito C 3 no pé do talude. Erosão Encostas em sedimentos arenosos. Erosão formando praia 

controlada pela coerência e espessura do arenito Encostas em sedimentos arenosos e/ou solo de alteração de arenito 

20º - 35º Pequena escarpa em arenito C 3/C 2 no pé do talude Erosão e espessura do arenito 

controlada pela coerência do arenito 

> 35º Escarpa em arenito C 2/C 3. Erosão controlada pela coerência do arenito



Mapas Mapas de Prognóstico de de Recuo

Recuo Médio (m/ano) ) 

Recuo Médio (m/ano) 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

12,0 

10,0 

8,0 

6,0 

4,0 

2,0 

0,0 



Comportamento Comportamento observado 

observado 

2000-2001 2001-2003 2003-2004 2004-2005 2005-2007 

2000-2001 2001-2003 2003-2004 2004-2005 2005-2007 



14,0 

12,0 

10,0 

5,0 

4,0 

3,0 

2,0 

1,0 

0,0 

8,0 

6,0 

4,0 

2,0 

0,0 

2000-2001 2001-2003 2003-2004 2004-2005 2005-2007 

2000-2001 2001-2003 2003-2004 2004-2005 2005-2007


Recuo Médio (m/anno) 

12,0 

10,0 

8,0 

6,0 

4,0 

2,0 

0,0 

6,0 

5,0 

4,0 

3,0 

2,0 

1,0 

0,0 



Comportamento Comportamento observado 

observado 

2000-2001 2001-2003 2003-2004 2004-2005 2005-2007 

2000-2001 2001-2003 2003-2004 2004-2005 2005-2007 0,0 


Recuo Médio (m/anoo) 

8,0 

7,0 

60 6,0 

5,0 

4,0 

3,0 

2,0 

1,0 

00 0,0 

4,0 

30 3,0 

2,0 

1,0 

2000-2001 2001-2003 2003-2004 2004-2005 2005-2007 

2001-2003 2003-2004 2004-2005 2005-2007



Projeto j de P&D ( (Aneel) ) 

Alternativas de proteção das encostas com redução de 

impactos aos ecossistemas e à paisagem e com vantagens 

em relação l ã a tratamentos t t t convencionais i i (i (impactos t 

ambientais e custos financeiros) 

Conjugação de técnicas de engenharia não não-convencional convencional e 

elementos estruturais alternativos (evitar custos de 

implementação de proteções convencionais) 

Desenvolver e implementar modelos conjugados de proteção 

para o controle da erosão 

Manter as características ecológicas g integradas g às 

condições naturais das encostas

PROJETO JE 

DE P&D 

(ANEEL) 

Principio metodológico 

Seleção de áreas 

para implantação 

dos experimentos 

(Análise de risco) 

Avaliação de 

técnicas de 

bioengenharia e de 

engenharia não 

convencional 

Desenvolvimento 

de modelos 

experimentais de 

proteção 

Implantação dos 

modelos de proteção 

no reservatório 

Monitoramento e 

avaliação do 

desempenho dos 

modelos de 

proteção 

Seleção de espécies 

vegetais g 

apropriadas ao 

enfoque dos estudos

PROJETO DE P&D (ANEEL) 

Seleção de Áreas - Análise de Risco 

TEMAS ATRIBUTOS MAPAS TEMÁTICOS INTERMEDIÁRIOS 

M 

E 

I 

O 

F 

Í 

S 

I 

C 

O 

U 

O 

C 

U 

P S 

S A O 

O Ç L 

Ã O 

E O 

D 

O 

GEOLOGIA E GEOTECNIA 

GEOMORFOLOGIA 

DECLIVIDADE DAS ENCOSTAS E DAS 

MARGENS 

COTA DE ENCHIMENTO DO 

RESERVATÓRIO 

OCUPAÇÃO URBANA, PERIURBANA E 

RURAL 

PASTAGENS 

MAPA DE PROGNÓSTICO DE RECUO 

(SUSCEPTIBILIDADE DAS ENCOSTAS AOS 

PROCESSOS EROSIVOS) 

ÁREAS OCUPADAS POR MATAS 

CILIARES E REFLORESTAMENTOS MAPA DE USO E OCUPAÇÃO DO SOLO 

(CONSEQÜÊNCIAS POTENCIAIS) 

ÁREAS DEGRADADAS 

PRODUTO FINAL 

ZONEAMENTO DE RISCO


Seleção de Áreas - Análise de Risco 

C 

o 

n 

Área urbana 

s 

e 

q 

Mata 

ü 

ê 

Reflorestamento 

n 

c 

Pastagem 

i 

a 

s Área degradada g 

Susceptibilidade à erosão por embate de ondas 

Muito 

Alta 

Alta 

Média 

Baixa 

Muito 

Baixa 

Risco


Seleção de Áreas - Análise de Risco


Seleção de 

Áreas


Seleção de Áreas


S l ã d 

Seleção de 

Áreas


Seleção de 

Áreas

Avaliação de 

Técnicas não 

Convencionais 


BREVE DESCRIÇÃO LOCAL DE APLICAÇÃO RESULTADOS PONTOS POSITIVOS 

"Postes inclinados" - suporte solo seco, nas margens, acima 

de trepadeiras do talude 

Estruturas mistas pilotis de 

madeira e painéis, 

totalmente submersas 

Estruturas alveolares, 

parcialmente submersas 

Inspiração: observação de 

colônias de poliquetos em 

costões rochosos; 

Programa no NatGeo – 

grandes g obras em 

engenharia (Hotel em Dubai) 

dentro d'agua com distância da 

margem e profundidade variáveis, 

dependendo da topografia 

acompanhando o talude 

1) maior durabilidade devido à 

barreira flexível para possibilidade de uso de madeira 

diminuição do impacto de tratada sob pressão; 2) eliminação 

ondas do problema de possível 

movimentação do solo submerso 

barreira para diminuição 

do impacto de ondas 

diminuição do impacto de 

ondas 

1) maior durabilidade do material 

devido ao fato da estrutura 

permanecer totalmente submersa submersa, 

com baixa disponibilidade de 

oxigênio (condição desfavorável ao 

desenvolvimento de organismos 

deterioradores); 2) os painéis 

permitiriam a incrustação de 

mariscos o que poderia incrementar 

a espessura e resistência da 

barreira 

Estrutura funcionaria como uma 

“esponja”, absorvendo a energia 

das ondas; Possibilidade de 

produção em larga escala


Desenvolvimento das Estruturas 

Incertezas das solicitações sobre as estruturas => estudo 

da dinâmica das ondas e a influencia sobre taludes/praias 

Dúvidas relativas a aspectos do funcionamento das 

estruturas 

FFuncionamento i hid hidrodinâmico di â i ddas estruturas: di distribução ib ã 

dos fluxos 

CCapacidade id d dde absorção b ã dde energia i ddas estruturas t t 

Eficácia das estruturas para o controle do processo 

Velocidade l e direções dos fluxos fl de retorno


Desenvolvimento das Estruturas 

RReduzir d i riscos, i custos, t possível í l colapso l ddas estruturas t t => 

ensaios em modelo reduzido (Tanque do IPT) 

Estruturas ensaiadas: 

Estruturas submersas: “quebrar” a energia das ondas pela 

“elevação” elevação do fundo do reservatório 

Estrutura semi-emersas: dissipar parte da energia e 

movimento oscilatório vertical 

Estruturas no talude: para contra o impacto 

Medir eficiência relativa das estruturas esforços 

Medir eficiência relativa das estruturas, esforços 

aplicados e analisar aspectos hidrodinâmicos


Desenvolvimento das Estruturas

















PROJETO JE DE P&D &D (ANEEL) ( NEEL) 





Dimensionamento das Estruturas 

-Condições de contorno para o projeto 

Borda livre mínima (navegação) g 

Suportar as solicitações hidrodinâmicas 

=> profundidade de instalação 

- Di Dimensionamento i t ddos esforços f solicitantes li it t e 

resistentes a partir das formulações teóricas 

(referência: resultados dos ensaios em modelos reduzidos) 

- Desenvolver modelos de estruturas para estudo 

e implantação no campo 

- Pesquisa de materiais (madeira, concreto, compósitos, etc.)


Seleção de espécies vegetais 

Espécies vegetais nativas, não exóticas 

Aptidão para os fins: gramíneas gramíneas, arbustivas arbustivas, 

trepadeiras (usualmente espécies pouco estudadas) 

Etapas 

– Levantamento das espécies vegetais 

- Identificação taxonômica 

- Teste de sobrevivência e desempenho 

- Testes em viveiro 

- Testes em campo


Seleção de espécies vegetais


Estágio atual do projeto 

Projeto das estruturas 

Termo de referência e especificações 

técnicas 

Implantação nos próximos dois meses


Monitoramento do experimento 

Monitoramento (dois anos) 

- SSonar dde varredura d llateral t l e bbatimetria ti t i 

(analisar a evolução dinâmica do fundo) 

- IInstrumentação t t ã ( (medir di esforços f sobre b as 

estruturas in situ) 

- NNovos ensaios i em ttanque dde 

provas 

(medir coeficientes – drag e lift)

Agradecimentos 

g 

À equipe do projeto (geólogos, engenheiros 

civis, engenheiros navais, engenheiros 

mecânicos, , engenheiros g agrônomos, g , físicos, , 

biólogos, ecólogos da Cesp e do IPT) 

À Comissão Organizadora pelo convite 

azevedoa@ipt.br 

azevedoa@ipt azevedoa@ipt.br br 

nfranco@ipt.br

EROSÕES EM MARGENS DE RESERVATÓRIOS

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