Critérios de projeto de barragens de concreto à gravidade - DCC

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁJOSÉ LUCAS SOBRAL MARQUESRODOLFO ROSENDO DE CARVALHOCRITÉRIOS DE PROJETO DE BARRAGENS DE CONCRETO À GRAVIDADE:UMA VISÃO DE SUSTENTABILIDADECURITIBA2013

JOSÉ LUCAS SOBRAL MARQUESRODOLFO ROSENDO DE CARVALHOCRITÉRIOS DE PROJETO DE BARRAGENS DE CONCRETO À GRAVIDADE:UMA VISÃO DE SUSTENTABILIDADETrabalho de conclusão de curso apresentado à disciplina Trabalho Final de Cursocomo requisito parcial para à conclusão do curso de Engenharia Civil, Setor detecnologia, Universidade Federal do Paraná.Orientador: Prof. Dr. José Marques FilhoCURITIBA2013

TERMO DE APROVAÇÃOJOSÉ LUCAS SOBRAL MARQUESRODOLFO ROSENDO DE CARVALHOCRITÉRIOS DE PROJETO DE BARRAGENS DE CONCRETO Â GRAVIDADE:UMA VISÃO DE SUSTENTABILIDADETrabalho de conclusão de curso aprovado como requisito parcial para aconclusão do curso de Engenharia Civil na Universidade Federal do Paraná, pelaseguinte banca examinadora:____________________________________Prof. Dr. José Marques FilhoOrientador – Departamento de Construção Civil, UFPR_______________________________Prof. MSc. José de Almendra Freitas JúniorDepartamento de Construção Civil, UFPR.___________________________________Prof. Phd. Marcos Antônio MarinoDepartamento de Construção Civil, UFPR.Curitiba, 18 de março de 2013.

AGRADECIMENTOSPrimeiramente, a Deus pela dádiva da vida.Aos nossos pais, pelo apoio e amor incondicional.Aos nossos irmãos pela amizade e companheirismo.Ao nosso professor orientador José Marques Filho pelo tempo dedicado,paciência e pela amizade.À turma de Engenharia Civil de 2008 da UFPR pela contribuição na nossaformação como profissionais e, acima de tudo, como indivíduos.A Camila e Heloísa pela paciência e carinho dedicados.Aos mestres por acreditarem no nosso potencial em meio a tantos desafios.Às empresas Intertechne S. A. e VLB Engenharia e Consultoria Ltda. peladisponibilização de material para consulta no desenvolvimento do presente trabalho.

RESUMONo ano de 2012, a humanidade passou a ser composta por mais de sete bilhões deindivíduos, cujas necessidades de moradia, saúde, água e energia devem sersatisfeitas, para que todos desfrutem de uma qualidade de vida digna. Estecrescimento levou ao mundo uma política socioambiental mais ativa, gerandoesforços na direção da sustentabilidade. A construção civil possui papel relevantenas mudanças, não só nos números econômicos e geração de empregos, mas nautilização intensa de recursos naturais e na geração de resíduos e poluição,principalmente na emissão de Gases do Efeito Estufa - GEE. Em termos mundiais aprodução de energia também é grande geradora de GEE, gerando a necessidade deinvestimentos em fontes de energia renováveis. Além de seu papel na contribuiçãopara a segurança do fornecimento de energia e reduzir a dependência do país decombustíveis fósseis, a energia hídrica oferece oportunidades para o alívio dapobreza e desenvolvimento sustentável. O Brasil têm um dos maiores potênciaispara exploração da energia hidráulica, mas passa hoje por um processo dedesconfiança socioambeintal nesse tipo de solução. A geração do sistema elétricobrasileiro é fortemente pautada em fontes renováveis, pois é muito dependente dahidroeletricidade, o sistema elétrico é fortemente dependente da disponibilidadehídrica. As barragens são estruturas que apresentam um risco potencial elevado,motivo pelo qual os regulamentos de segurança prescrevem atividades deacompanhamento e observação, por instrumentação, inspeção visual ou ensaiosespecíficos. A escolha do tipo de barragem dependerá, principalmente, da existênciade material qualificado para sua construção, dos aspectos geológicos e geotécnicos,e da conformação topográfica do local da obra. O presente trabalho apresenta oscritérios de verificação de estabilidade global para barragens de concreto àgravidades da ELETROBRÁS e dos órgãos internacionais U. S. Army Corps ofEnginners e U. S. Bureau of Reclamation, criando um manual para verificação doscritérios de estabilidade e apresenta os fenômenos físicos relacionados. Após aapresentação dos conceitos, apresenta-se uma análise de sensibilidade deestabilidade global para seções típicas de barragens de concreto compactado comrolo, variando a altura, a inclinação do paramento de jusante, os parâmetros dainterface concreto fundação e a inclinação do leito do rio. Mostra-se claramente aimportância fundamental da avaliação adequado dos parâmetros de fundação, e ainfluência significativa da altura em relação à geometria da barragem e dainclinação da fundação.Palavras Chave: barragens, concreto, estabilidade, barragem de concreto àgravidade

ABSTRACTIn 2012, the Earth’s population has more than 7 billion inhabitants. Their energy,water, health and housing needs must be furnished by Civil Engineering, in order toprovide dignity and decent standard of living for them. The accelerated growth in thelast centuries generated the necessity of a new social and environmental approach.Building have been recognized as one of the most intensive user of natural resourcesand this activity produces a significant amount of waste and Green House Gas(GHG) emition. Power and energy industries are relevant producers of GHG emitionstoo, and renewable energy development is a worldwide necessity. In particular,hydropower energy is a great option to minimize GHG emitions, and Brazil has a bighydropower potential and the nation has an integrated transmition grid that permits tooptimize the energy availability. Most of the eletricity power used in Brazil is obtainedfrom Hydropower plants and the country has a enormous potential to be used toenergy supply. In spite of the benefits of hydropower plants, their development has asignificant society distrust and rejection. This paper aims to furnish arguments todiscuss about dams, their effects and safety. In order to enlight the several physicalconcepts analized, this document presents the main wordwide Stability AnalysisCriteria, and performed a sensitivity analysis on Rolled Compacted Concrete GravityDams typical cross section. The studied parameters are dam heigth, rock-concreteinterface strength parameters, downstream slope and foundation slope. The resultsshow the relevance of geological parameters investigations and the relationship damshape X heigth.Keywords: dams, concrete, stability analysis, concrete gravity dam

LISTA DE FIGURASFIGURA 1 – DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO DA OFERTA GLOBAL DEENERGIA PRIMÁRIA A PARTIR DE FONTE RENOVÁVEL1971-2008 .......................................................................................... 21FIGURA 2 – POTENCIAL DE MITIGAÇÃO ............................................................ 29FIGURA 3 – SUPRIMENTO MUNDIAL DE ENERGIA ........................................... 31FIGURA 4 – HIDRELÉTRICAS POR REGIÕES NO MUNDO: POTÊNCIAINSTALADA E GERAÇÃO ................................................................. 32FIGURA 5 – DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA NO PLANETA ............................................ 34FIGURA 6 – ETAPAS DE IMPLANTAÇÃO DE APROVEITAMENTOSHIDROELÉTRICOS ........................................................................... 36FIGURA 7 – POTENCIAL HIDRELÉTRICO BRASILEIRO ....................................... 38FIGURA 8 – FLUXOGRAMA DA ETAPA DE PLANEJAMENTO DOSESTUDOS .......................................................................................... 42FIGURA 9 – FLUXOGRAMA DA ETAPA DE ESTUDOS PRELIMINARES .............. 43FIGURA 10 – FLUXOGRAMA DA ETAPA DE ESTUDOS FINAIS ........................... 44FIGURA 11 – FLUXOGRAMA DA AAI DA ALTERNATIVA SELECIONADA ............ 45FIGURA 12 – HITÓRICO DA MATRIZ ELÉTRICA .................................................... 55FIGURA 13 – PERSPECTIVA PARA MAIOR DIVERSIFICAÇÃO DA MATRIZENERGÉTICA E AUMENTO DA PARTICIÁÇÃO DA CANA-DE-AÇUCAR E DO GÁS NATURAL ........................................................ 57FIGURA 14 – CORTE TRANSVERSAL DE UMA BARRAGEM EM ATERRO .......... 59FIGURA 15 – CORTE TRANSVERSAL DE UMA BARRAGEM DE GRAVIDADE .... 59FIGURA 16 – CORTE TRANSVERSAL DE UMA BARRAGEM EM ARCO .............. 60FIGURA 17 – SEÇÃO TRANSVERSAL DE UMA BARRAGEM DE CONCRETOA GRAVIDADE ................................................................................... 66FIGURA 18 – VISTA DE JUSANTE DE UMA BARRAGEM DE CONCRETO AGRAVIDADE ...................................................................................... 67FIGURA 19 – USINA DE ITAIPU .............................................................................. 70FIGURA 20 – MODELO DE DIMENSIONAMENTO EM FUNÇÃO DATEMPERATURA E ANÁLISE GRÁFICA DAS VARIAÇÕESVOLUMÉTRICAS ............................................................................... 72

FIGURA 21 – UHE SALTO CAXIAS ......................................................................... 74FIGURA 22 – BARRAGEM da UHE MAUÁ NA FASE FINAL CONSTRUÇÃO ........ 75FIGURA 23 – PRAÇA TIPA DA BARRAGEM DE SALTO CAXIAS .......................... 76FIGURA 24 – SEÇÃO TÍPICA DE BARRAGEM DE CONCRETO AGRAVIDADE ...................................................................................... 80FIGURA 25 – DIAGRAMAS DE TENSÕES EM BARRAGENS DE CONCRETOÀ GRAVIDADE ................................................................................... 83FIGURA 26 – ESQUEMA COM OS PRINCIPAIS CARREGAMENTOS ................... 85FIGURA 27 – SUBPRESSÃO SEM LINHA DE DRENOS OU DRENOSINOPERANTES E PRESSÕES HIDROSTÁTICAS ........................... 87FIGURA 28 – SUBPRESSÃO COM ABERTURA DE FISSURA DEVIDO AOSURGIMENTO DE TENSÕES DE TRAÇÃO E PRESSÕESHIDROSTÁTICAS .............................................................................. 88FIGURA 29 – SUBPRESSÃO COM UMA LINHA DE DRENOS OPERANTE .......... 89FIGURA 30 – SUBPRESSÃO COM DUAS LINHAS DE DRENOS OPERANTES .... 90FIGURA 31 – SUBPRESSÃO SEM LINHA DE DRENAGEM – CRITÉRIO U. S.ARMY CORPS OF ENGINEERS ....................................................... 91FIGURA 32 – SUBPRESSÃO COM LINHA DE DRENAGEM COM X > 0,05 H1– CRITÉRIO U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERS ......................... 92FIGURA 33 – SUBPRESSÃO COM LINHA DE DRENAGEM COM X ≤ 0,05 H1– CRITÉRIO U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERS ......................... 93FIGURA 34 – SUBPRESSÃO COM LINHA DE DRENAGEM E ABERTURA DEFISSURA ENTRE FACE MONTANTE E LINHA DE DRENAGEM– CRITÉRIO U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERS ......................... 95FIGURA 35 – SUBPRESSÃO COM LINHA DE DRENAGEM E ABERTURA DEFISSURA ALÉM DA LINHA DE DRENAGEM – CRITÉRIO U. S.ARMY CORPS OF ENGINEERS ....................................................... 96FIGURA 36 – SUBPRESSÃO COM LINHA DE DRENAGEM – CRITÉRIO U. S.BUREAU OF RECLAMATION ........................................................... 97FIGURA 37 – SUBPRESSÃO COM LINHA DE DRENAGEM E ABERTURA DEFISSURA – CRITÉRIO U. S. BUREAU OF RECLAMATION ............. 98FIGURA 38 – FORÇA DE EMPUXO DEVIDO A SEDIMENTOS NO PÉ DEMONTANTE DA BARRAGEM ............................................................ 99FIGURA 39 – FORÇAS SÍSMICAS NA BARRAGEM ............................................. 100

FIGURA 40 – PRESSÕES HIDRODINÂMICAS DEVIDO A AÇÕES SÍSMICAS .... 100FIGURA 41 – CASO DE CARREGAMENTO Nº 4 – CONDIÇÃO LIMITE - U. S.ARMY CORPS OF ENGINEERS ..................................................... 103FIGURA 42 – CASO DE CARREGAMENTO Nº 5 – CONDIÇÃOEXCEPCIONAL - U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERS ............... 103FIGURA 43 – CASO DE CARREGAMENTO Nº 6 – CONDIÇÃO LIMITE - U. S.ARMY CORPS OF ENGINEERS (1995).......................................... 104FIGURA 44 – DESLIZAMENTO NA ESTRUTURA ................................................. 109FIGURA 45 – DESLIZAMENTO NO CONTATO ESTRUTURA-FUNDAÇÃO ......... 110FIGURA 46 – DESLIZAMENTO NA FUNDAÇÃO ................................................... 110FIGURA 47 – ENVOLTÓRIA LINEARIZADA DOS CÍRCULOS DE MOHR ............ 112FIGURA 48 – ENVOLTÓRIA DE RESISTÊNCIA .................................................... 113FIGURA 49 – 100% DA BASE COMPRIMIDA - RESULTANTE DENTRO DONÚCLEO CENTRAL DE INÉRCIA ................................................... 120FIGURA 50 – 100% DA BASE COMPRIMIDA - RESULTANTE NA POSIÇÃOMAIS AFASTADA DO NÚCLEO CENTRAL DE INÉRCIA ............... 120FIGURA 51 – BASE NÃO TOTALMENTE COMPRIMIDA - RESULTANTEFORA DO NÚCLEO CENTRAL DE INÉRCIA .................................. 120FIGURA 52 – SEÇÃO TÍPICA PARA O ESTUDO DE SENSIBILIDADE DEALGUNS PARÂMETROS ................................................................ 122FIGURA 53 – SEÇÃO TÍPICA PARA O ESTUDO DA VARIAÇÃO DO ÂNGULOENTRE A BARRAGEM E A FUNDAÇÃO ........................................ 123

LISTA DE TABELASQUADRO 1 – EMISSÕES DE CO2 POR PRODUTO ............................................... 28QUADRO 2 – APROVEITAMENTOS HIDRELÉTRICOS POR FAIXA DEPOTÊNCIA ....................................................................................... 38QUADRO 3 – ENERGIA HIDRÁULICA NO BRASIL ................................................. 40QUADRO 4 – PRAZO DE VALIDADE DAS LICENÇAS AMBIENTAIS ..................... 49QUADRO 5 – OFERTA INTERNA DE ENERGIA ELÉTRICA ................................... 54QUADRO 6 – CONFIGURAÇÃO DA OFERTA DE ELETRICIDADE PORFONTE ............................................................................................. 54QUADRO 7 – FATORES DE SEGURANÇA MÍNIMOS PARA A ANÁLISE DEESTABILIDADE À FLUTUAÇÃO ................................................... 107QUADRO 8 – FATORES DE SEGURANÇA MÍNIMOS PARA A ANÁLISE DEESTABILIDADE AO TOMBAMENTO - ELETROBRÁS ................. 109QUADRO 9 – LOCALIZAÇÃO DA FORÇA RESULTANTE NA BASE – U. S.ARMY CORPS OF ENGINEERS ................................................... 109QUADRO 10 – FATORES DE REDUÇÃO PARA A ANÁLISE DEESTABILIDADE AO ESCORREGAMENTO - ELETROBRÁS ....... 115QUADRO 11 – FATORES DE SEGURANÇA MÍNIMOS PARA A ANÁLISE DEESTABILIDADE AO ESCORREGAMENTO - U. S. ARMYCORPS OF ENGINEERS .............................................................. 116QUADRO 12 – FATORES DE SEGURANÇA MÍNIMOS PARA A ANÁLISE DEESTABILIDADE AO ESCORREGAMENTO - U. S. BUREAUOF RECLAMATION ....................................................................... 117QUADRO 13 – FATORES DE SEGURANÇA MÍNIMOS PARA A ANÁLISE DETENSÕES - U. S. BUREAU OF RECLAMATION .......................... 118QUADRO 14 – SIMULAÇÕES PARA VERIFICAÇÃO DE ESTABILIDADEGLOBAL ......................................................................................... 124QUADRO 15 – FATORES DE SEGURANÇA AO TOMBAMENTO - CCN ............. 126QUADRO 16 – FATORES DE SEGURANÇA AO TOMBAMENTO - CCE .............. 127QUADRO 17 – FATORES DE SEGURANÇA AO TOMBAMENTO - CCL .............. 127QUADRO 18 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCN – X =0,65 ................................................................................................ 130

QUADRO 19 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCE – X =0,65 ................................................................................................ 131QUADRO 20 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCL – X =0,65 ................................................................................................ 132QUADRO 21 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCN – X =0,70 ................................................................................................ 133QUADRO 22 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCE – X =0,70 ................................................................................................ 135QUADRO 23 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCL – X =0,70 ................................................................................................ 135QUADRO 24 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCN – X =0,75 ................................................................................................ 136QUADRO 25 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCE – X =0,75 ................................................................................................ 138QUADRO 26 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCL – X =0,75 ................................................................................................ 138QUADRO 27 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCN – X =0,80 ................................................................................................ 140QUADRO 28 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCE – X =0,80 ................................................................................................ 141QUADRO 29 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCL – X =0,80 ................................................................................................ 142QUADRO 30 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA - CCN – X = 0,65 ................................................... 145QUADRO 31 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA - CCE – X = 0,65 .................................................... 145QUADRO 32 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA - CCL – X = 0,65 .................................................... 145QUADRO 33 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA - CCN – X = 0,70 ................................................... 146QUADRO 34 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA - CCE – X = 0,70 .................................................... 146QUADRO 35 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA - CCL – X = 0,70 .................................................... 146

QUADRO 36 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA - CCN – X = 0,75 ................................................... 146QUADRO 37 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA - CCE – X = 0,75 .................................................... 147QUADRO 38 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA - CCL – X = 0,75 .................................................... 147QUADRO 39 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA - CCN – X = 0,80 ................................................... 147QUADRO 40 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA - CCE – X = 0,80 .................................................... 147QUADRO 41 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA - CCL – X = 0,80 .................................................... 148QUADRO 42 – FATORES DE SEGURANÇA AO TOMBAMENTO – BASEINCLINADA .................................................................................... 148QUADRO 43 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO – BASEINCLINADA .................................................................................... 149QUADRO 44 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASECOMPRIMIDA – BASE INCLINADA .............................................. 149

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLASABMSANEELACIANABcCARCBDBCBGBCCCCCECCEECCLCCNCCNCCRCEBDSSustentávelCIGBCMSECONAMACO 2EEPEAssociação brasileira de mecânica dos solos e engenhariageotécnicaAgência Nacional de Energia ElétricaAmerican Concrete InstituteAgência Nacional de ÁguasLarguraCoesãoConcreto de Alta ResistênciaComitê Brasileiro de BarragensComitê Brasileiro de Grandes BarragensCondição de Carregamento de ConstruçãoCondição de Carregamento ExcepcionalCâmara de Comercialização de EnergiaCondição de Carregamento LimiteCondição de Carregamento NormalCondição de Carregamento NormalConcreto Compactado com RoloConselho Empresarial Brasileiro para o DesenvolvimentoCommission Internationale des Grands BarragesComitê de Monitoramento do Setor ElétricoConselho Nacional do Meio AmbienteDióxido de CarbonoEmpuxoEmpresa de Pesquisa Energética

ELETROBRÁS Centrais Elétricas Brasileiras S.A.f ckFSDFSD FSD cFSFFEPAMFIRJANFUNAIGEEgGWHmiIBGEResistência característica à compressão do concretoFator de Segurança ao DeslizamentoFator de minoração da resistência devida ao atritoFator de minoração da resistência devida à coesãoFator de Segurança à FlutuaçãoFundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique LuizRoesslerFederação das Indústrias do Estado do Rio de JaneiroFundação Nacional do ÍndioGases do Efeito EstufaGravidadeGigawattAltura da coluna de água de montanteGradiente HidráulicoInstituto Brasileiro de Geografia e EstatísticaIBAMANaturais RenováveisInstituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos RecursosIBRACONICOLDIHAIPCCIPHANkkgkm.a.a.kNInstituto Brasileiro do ConcretoInternational Commission on Large DamsInternational Hydropower AssociationInternational Panel on Climate ChangeInstituto do Patrimônio Histórico e Artístico NacionalCoeficiente de permeabilidadeQuiloQuilômetro por anoQuilonewton

LILPLOmmmMMEMPMPUMWLicença PréviaLicença InstalaçãoLicença de OperaçãoMetroMilímetroMinistério de Minas e EnergiaMinistério PúblicoMinistério Público da UniãoMegawattm³ Metro cúbicom/sN.A.NBRONSONUPppmPCHPIBSINSISNAMATWhUFPRUHEUSBRReclamationMetro por segundoNível de águaNorma BrasileiraOperador Nacional do Sistema ElétricoOrganização das Nações UnidasPeso próprioPartículas por milhãoPequena Central HidrelétricaProduto Interno BrutoSistema Interligado NacionalSistema Nacional do Meio AmbienteTerawatt/horaUniversidade Federal do ParanáUsina hidrelétricaUnited States Department of the Interior Bureau of

VWWFWCDVolumeWorld Wildlife FundWorld Commissions on Damsµm Micrômetroγμσσ eσ tτ∑M e∑M t∑U∑VPeso específico do concretoSubpressãoTensão Normal no ConcretoTensão normal efetivaTensão normal totalTensão TangencialÂngulo de atritoPeso específico da águaSomatório de todos os momentos estabilizantes em relaçãoao ponto consideradoSomatório de todos os momentos de tombamentoSomatório de todos os esforços verticais gerados pelasubpressão em uma seção estudadaSomatório de todas as forças gravitacionais geradas pelopeso próprio e as cargas permanentes mínimas da estrutura

SUMÁRIO1. INTRODUÇÃO .................................................................................................. 181.1. IMPORTÂNCIA DO TRABALHO ...................................................................... 201.2. OBJETIVOS DO TRABALHO ........................................................................... 241.3. ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO ..................................................................... 242. SUSTENTABILIDE ........................................................................................... 263. EMPREENDIMENTOS HIDRÁULICOS ............................................................ 343.1. LICENÇAS AMBIENTAIS ................................................................................. 453.2. SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO .................................................................... 503.3. TIPOS DE BARRAGEM .................................................................................... 573.4. ANÁLISE DE RISCO E SEGURANÇA DE BARRAGENS ................................ 614. BARRAGENS DE CONCRETO À GRAVIDADE ............................................. 654.1. VERIFICAÇÃO DA SEGURANÇA .................................................................... 684.1.1. Tipos de concreto utilizados ......................................................................... 694.1.1.1. Concreto Massa ........................................................................................ 694.1.1.2. Concreto Compactado com rolo (CCR) .................................................... 734.1.2. Exploração do Subsolo ................................................................................ 774.1.3. Conceito de Subpressão .............................................................................. 795. ANÁLISE DE ESTABILIDADE GLOBAL DA ESTRUTURA ............................ 845.1. AÇÕES ATUANTES ......................................................................................... 855.1.1. Peso Próprio ................................................................................................ 855.1.2. Pressões Hidrostática .................................................................................. 865.1.3. Subpressão – Pressão Intersticiais no Concreto .......................................... 865.1.3.1. Eletrobrás (2003) ...................................................................................... 875.1.3.2. U. S. Army Corps of Engineers (1995)...................................................... 915.1.3.3. U. S. Bureau of Reclamation (1976) ......................................................... 965.1.4. Empuxo Devido a Presença de Material Assoreado .................................... 985.1.5. Ações Sísmicas ............................................................................................ 995.2. CONDIÇÕES DE CARREGAMENTO ............................................................. 1015.3. VERIFICAÇÕES DE ESTABILIDADE GLOBAL ............................................. 1055.3.1. Segurança à Flutuação .............................................................................. 1065.3.2. Segurança ao Tombamento ....................................................................... 107

5.3.3. Segurança ao Deslizamento ...................................................................... 1095.3.4. Avaliação das tensões ............................................................................... 1176. ANÁLISE DE SENSIBILIDADE ...................................................................... 1226.1. CARACTERÍSTICA DOS MATERIAIS ............................................................ 1256.2. CRITÉRIOS DE VERIFICAÇÃO DE ESTABILIDADE GLOBAL ..................... 1256.3. RESULTADOS ................................................................................................ 1257. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................ 1528. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................... 156

181. INTRODUÇÃONo ano de 2012, a humanidade passou a ser composta por mais de setebilhões de indivíduos, cujas necessidades de moradia, saúde, água e energia devemser satisfeitas, para que todos desfrutem de uma qualidade de vida digna. Ocrescimento da humanidade continua expressivo. Segundo a ONU (2013) em 1950 apopulação mundial era de 2,6 bilhões de pessoas, segundo suas estimativas em 11de julho de 1987 a população chegou a 5 bilhões e atingiu a marca de 6 bilhões em12 de outubro de 1999, e em 2011 chegou a 7 bilhões. Há no planeta, 1,4 bilhões depessoas sem acesso de energia de fonte confiável (WWF, 2011). Analisando todosesses dados, cabe à Engenharia Civil a responsabilidade por toda infraestruturanecessária à manutenção da vida, sendo responsável diretamente pela integridadedo tecido social necessário aos conglomerados humanos.As necessidades de infraestrutura são supridas pela Engenharia Civilatravés de empreendimentos que utilizam intensivamente recursos naturais e mãode-obrapara sua execução, sendo muitos destes insumos não renováveis. Estacaracterística indica a necessidade de utilização responsável, com otimização dasolução empregando tecnologias cada vez mais avançadas e soluções com a maiordurabilidade possível. Os produtos a base de cimento e metais são emissores degrande quantidade de gases do efeito estufa, a partir de agora denominados GEE,pela necessidade de energia para sua obtenção e pelas reações químicas que osgeram, em particular a calcinação do calcário (JOHN e ISAIA, 2010).Dentre as desafios de suprimento de infraestrutura destacam-se anecessidade de fornecimento de água e energia. De acordo com Marques Filho(2012), a humanidade depende totalmente dos recursos hídricos para suasobrevivência, e devido à sua sazonalidade intrínseca é necessário armazenamentopara otimização de seu uso, incluindo para consumo humano, agropecuária eindústria. A criação de reservatórios artificiais gerou a concepção de vários tipos debarragens, que produzem naturalmente desníveis consideráveis de água nosaproveitamentos hidráulicos, que podem ser utilizados para a produção de energia.Respeitadas as questões socioambientais, a energia proveniente dosaproveitamentos hidráulicos representa uma alternativa para geração de energiarenovável e relativamente limpa.

19Nos últimos anos, o Brasil passa por mudança significativa do seu perfileconômico apresentando aumento de crescimento e de acesso de camadas dasociedade mais desfavorecidas aos bens de consumo, segundo o IBGE (2011) ataxa de atividade de pessoas economicamente ativas na população de 15 ou maisanos de idade atingiu 63,7% no Brasil. Evidenciando ainda mais essa mudança doperfil brasileiro, de 2000 a 2010, o rendimento médio mensal do trabalho principaldos trabalhadores por conta própria e a de todas as categorias dos empregadoscresceu e o ganho real no rendimento médio mensal do total dos empregados foi de15,8% (IBGE, 2011). Nas crises econômicas dos anos 80 e 90, o país passou pordificuldades significativas que diminuíram os investimentos em infraestrutura degrande porte, sendo desmanteladas as equipes de projeto e construção, bem comohouve um redirecionamento dos cursos de engenharia civil para edificaçõesconvencionais, diminuindo a quantidade de profissionais especializados ebibliografia e normalização incipientes referentes ao assunto (MARQUES FILHO,2012).Apesar dos vastos recursos hídricos disponíveis no país, a sociedadeorganizada apresenta resistência crescente à implantação de empreendimentoshidráulicos, principalmente na área de energia, pressionando a matriz energéticapela necessidade de geração térmica, em geral mais cara, e pela grande quantidadede obras a fio d’água. As obras chamadas a fio d’água geram energia com o fluxo dorio, com mínimo ou nenhum acúmulo do recurso hídrico diminuindo as áreas dealagamento e reduzindo o tamanho do reservatório, com isso não há reserva deenergia para os períodos de seca (ANEEL, 2002). As dificuldades atuais nodesenvolvimento dos empreendimentos hidrelétricos são totalmente diferentes dasenfrentadas décadas atrás, onde os conhecidos riscos técnicos e econômicofinanceirossão colocados em igualdade com as questões socioambientais, incluindoo relacionamento com a comunidade, questões culturais e do patrimônio históricoarqueológico (IHA, 2011).Com a diminuição dos investimentos já citado, os cursos de engenharia civilfocaram seus currículos na área de edificações, diminuindo significativamente osconteúdos referentes aos aproveitamentos hidráulicos, assim como as publicaçõesdidáticas no assunto. Também, a comunidade técnica não criou normalizaçãoadequada, sendo mais conhecidos alguns regulamentos internacionais.

20Pela importância do tema, este relatório procura estudar os critérios dedimensionamento de barragens, conectando-os aos principais conceitos físicosexistentes e mostrando sua interface com os conceitos modernos dedesenvolvimento sustentável.1.1. IMPORTÂNCIA DO TRABALHOA Engenharia Civil mantém o tecido social coeso, procurando dar condiçõesde conforto e saúde aos cidadãos. É impensável a interrupção no fornecimento deágua ou energia pela necessidade inerente de melhoria das suas condições de vida.A demanda por energia e outros serviços vem aumentando continuamentepara suprir o desenvolvimento econômico e melhorar as condições de vida daspessoas. Toda a sociedade precisa energia para sanar necessidades básicas e paraparticipar dos processos produtivos. Segundo o IPCC (2012), hoje 1,4 bilhões depessoas não tem acesso a fontes de energia elétrica confiável e 2,7 bilhões aindadependem da energia tradicional, principalmente a base de madeira, resíduos daagricultura e dejetos de animais. Outro dado chocante é o fato de 2,5 milhões demulheres e crianças morrerem por inalação de fumaça proveniente de fornosconvencionais e em contra partida estudos mostram que o aumento do consumo deenergia a níveis de Singapura e EUA levaria ao esgotamento prematuro dasreservas de combustíveis fosseis disponíveis (WWF, 2011).Desde 1750, o uso de combustíveis fóssil vem aumentando e dominando ofornecimento de energia, aumentando cada vez mais as emissões de CO 2 naatmosfera que já atingiram 339ppm no final de 2010 (IPCC, 2012). Sendo assim, énecessário que se busquem alternativas para que seja possível suprir a necessidadede energia garantindo acesso a toda a população, mudando essa matriz para tentarsanar essa dependência dos combustíveis fósseis que continuam a degradaracentuadamente o planeta.Muitos estudos e empreendimentos estão sendo realizados com aschamadas energias renováveis. Essas possuem grande capacidade de mitigar asmudanças climáticas, podendo estimular uma mudança drástica em todo sistema deenergia, possibilitando tanto sua modernização quanto dos serviços relacionados.Seu desenvolvimento vem crescendo recentemente e para que essas mudanças

Fornecimento Global de Energia (EJ/a)21continuem são necessários grandes investimentos em tecnologias e infraestruturas.As energias renováveis podem reduzir o custo da energia assim como acelerar oacesso a esse bem por toda a humanidade (IPCC, 2012).Estima-se que as energias renováveis representam 12,9% do total de 492EJ da oferta de energia primária em 2008 (IEA,2010 apud IPCC,2012). Na (FIGURA1), será apresentado um gráfico onde se pode observar a participação reçativamentepequena das energias renováveis no fornecimento mundial, considerando sempreque a energia hidráulica é renovável.Biomassa parageração de calor eeletricidadeEnergia hidrelétricaBiocombustívelEnergia EólicaEnergia GeotérmicaEnergia SolarResíduossólidos urbanosFIGURA 1 – DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO DA OFERTA GLOBAL DE ENERGIA PRIMÁRIA APARTIR DE FONTE RENOVÁVEL 1971-2008FONTE: IPCC (2012)Além do investimento necessário em tecnologias e infraestrutura paraaumentar a parcela de energias renováveis, é preciso trabalhar com asustentabilidade social, buscando um maior equilíbrio do consumo e distribuição denossos recursos e riquezas.No Brasil, assim como no resto do mundo, esta demanda por energia écrescente devido a mudança no perfil econômico do brasileiro cujo poder aquisitivoaumentou, conforme já mencionado. Através de leilões para a contratação deenergia pelas distribuidoras, com o critério de menor tarifa, o Governo tenta

22minimizar o custo de energia para os consumidores, com isso as empresasgeradoras devem estar atentas aos seus custos e aos riscos envolvidos em cadaprojeto (BARREIRO JUNIOR, 2008).No Brasil água e energia têm uma forte interdependência, já que a energiahidráulica possui uma contribuição expressiva para o desenvolvimento do país. Aparticipação na matriz energética nacional é da ordem de 42% enquanto ela geracerca de 90% de toda eletricidade produzida no Brasil (ANEEL, 2002). A energiahidráulica além de ser renovável garante a existência de outras fontes de energiaalternativas, pois possui capacidade de armazenagem (IHA, 2012), que forneceenergia quando as usinas com energia alternativas estão sem produção, quer sejapor falta de ventos, sazonalidade da biomassa, período com baixa incidência solar,dentre outros.Quando novos empreendimentos hidrenergéticos não são realizados épreciso procurar outros empreendimentos que complementem o fornecimento parasuprir essa maior demanda, complemento esse que vem principalmente através daenergia térmica, no Brasil. Segundo Barreiro Junior (2008), os impactos ambientaiscausados pela operação de usinas térmicas derivam da dispersão de poluentesatmosféricos. A poluição causada por elas é definida como a degradação daqualidade ambiental resultante de sua atividade, sendo assim emissão de gases emateriais particulados além de terem efeitos diretos na saúde dos seres vivoscausam efeitos nocivos a diversas áreas do ecossistema (BARREIRO, 2008).Além dos impactos ambientais durante todo período de vida útil dastermoelétricas serem muito maiores que as das hidrelétricas o custo da energiatambém é maior. Segundo a ANEEL (2013) os últimos leilões de energiaapresentaram preços mais baixos para a comercialização de energia, dando assimsubsídios para que se possa entender o fato de haver pouco investimento no setor,juntamente com a dificuldade de se conseguir as licenças. O preço da energia deorigem hídrica estava em R$ 93,46 MWh enquanto a de origem eólica custava emtorno de R$ 87,00, já as de origem térmica apresentam bastante bem mais elevado,apesar de não terem ocorridos leilões desse tipo de energia o seu preço é estimadoem R$ 150,00 (ANEEL, 2013). Outro dado interessando é que o uso das usinastérmicas para poupar os reservatórios das hidrelétricas já custou R$ 1 bilhão aosistema e a conta pode superar R$ 1,6 bilhão em janeiro, segundo o ONS (2012,apud Luna e Vettorazzo, 2013). Esse custo será dividido por todos os consumidores

23e será sentido pelos residenciais ao longo de 2013, conforme forem sendo feitos osreajustes anuais de tarifa, reajuste começa em 3 de fevereiro e o percentualdepende do aval da Aneel (LUNA e VETTORAZZO, 2013).Constatada a necessidade de expansão da infraestrutura cabe a EngenhariaCivil garantir todas essas melhorias para a população, e deve-se constatar queconstrução civil tem uma relação muito intensa tanto com a economia quanto com asociedade. Ao mesmo tempo em que esta atividade é responsável por 16% do PIBmundial, é a maior consumidora de recursos naturais do planeta, de 60 a 75%(MARQUES FILHO, 2012).Sabendo desta responsabilidade que a construção tem com a sociedade ecom as questões ambientais, fica evidente a necessidade da evolução de materiaisutilizados, técnicas de construção e é claro a utilização de energia renovável.Segundo o IPCC (2012), a construção civil é a atividade humana com o maiorpotencial de mitigação das emissões de GEE. Sendo assim se torna importanteespecificar bem todos os critérios de projeto em busca da sustentabilidade e,portanto da viabilidade socioambiental e econômica, além da necessidade doreconhecimento do potencial dos danos de cada projeto específico (IPCC, 2012).O apelo da sociedade organizada por maiores preocupações ambientaistrouxe grande dificuldade para desenvolvimento de novos aproveitamentos hídricos.O licenciamento ambiental muitas vezes leva um grande período para que suamaturação seja completada, gerado pela forte pressão que o sociedade faz, focandoapenas nas características negativas desses empreendimentos, reais ou as vezesgerada pelo desconhecimento. Admite-se que grande parte das críticas provém dafalta de conhecimento da comunidade técnica na defesa desses empreendimentos.Como já mencionado, o assunto empreendimentos hidráulicos é muito poucoabordado nos cursos de graduação. Com as crises financeiras que se instalaram nopaís ao longo das ultimas décadas viveu-se um período de pouco desenvolvimento einvestimento em novas tecnologias, assim como novos profissionais capacitadosnão foram maturados. Houve uma setorização do ensino, onde a maioria dos cursosde Engenharia Civil acabou dando ênfase para as construções convencionais.Juntamente com essa conjuntura vem um falta de pesquisas e trabalhos científicos,minimizando a quantidade de matéria didático referente ao assunto assim como ainexistência de uma norma vigente e consistente.A inexistência de material didático adequado se torna um empecilho na

24formação de novos profissionais, e principalmente, diminui a potencialidade doespírito crítico, por falta de discussão conceitual dos vários fatores que interferemnestas obras. A falta de normalização potencializada culmina na adoção de soluçõesinapropriadas, com investigações preliminares, ás vezes insuficiente.Como o assunto é extenso, um começo interessante de discussão são oscritérios de estabilidade, focados nos parâmetros importantes para odimensionamento de uma barragem. Também pela amplitude de soluções possíveis,um foco na solução mais usual de barragens de concreto se mostra útil para umdebate inicial. Seria útil para a comunidade técnica uma visita técnica as barragensde concreto a gravidade.1.2. OBJETIVOS DO TRABALHOO trabalho fará uma apresentação dos Critérios de Projetos de Estabilidadede Barragens de Concreto à Gravidade, avaliando os efeitos dos parâmetros dainterface entre concreto e rocha, evidenciando a necessidade de investigaçõesadequadas da fundação e do concreto, analisando os resultados sobre a ótica dasustentabilidade.Sabendo das demandas energéticas futuras, o trabalho pretende incentivar ouso de energias renováveis dando ênfase para as energias de origem hídricas, eassim fomentar a necessidade de investimento em empreendimentos hidrelétricosapresentando a situação do setor elétrico brasileiro.Um objetivo secundário seria criar um manual para os cursos de graduaçãoe para os engenheiros que estão se iniciando nos processos de desenvolvimento deempreendimentos hidráulicos, no que se refere á barragens de concreto.Todos os objetivos serão cumpridos através de uma revisão bibliográfica.1.3. ORGANIZAÇÃO DO TRABALHOEste trabalho está dividido em oito capítulos.O presente capítulo apresenta uma pequena introdução ao assunto, bemcomo os objetivos e a justificativa da realização do trabalho.

25O segundo capítulo mostra a revisão bibliográfica de sustentabilidade,focada na construção civil e no desenvolvimento de fontes renováveis de energia.Os terceiro capítulo as principais características de um empreendimentohidráulico, mostrando qual é o melhor na visão socioambiental. Também apresentaum resumo no licenciamento ambiental necessário para a instalação, assim como osriscos envolvidos nesse tipo de edificação. Além disso o capítulo faz um síntese dosetor elétrico brasileiro e apresenta os tipos de barragens que podem ser adotados.O quarto capítulo aborda as barragens de concreto a gravidade, mostrandoquais são os matérias e técnicas mais usados, assim como apresenta algunsfenômenos físicos que interferem na verificação da estabilidade de uma barragem.O capítulo cinco apresenta os principais critérios de verificação daestabilidade global de uma estrutura de usina hidrelétrica.No capítulo seis é feita uma análise de sensibilidade de alguns parâmetrosutilizados na verificação da estabilidade global de uma estrutura.As conclusões e considerações finais estão no capítulo sete.

262. SUSTENTABILIDENas ultimas décadas, o conceito de desenvolvimento sustentável vempermeando pela sociedade, criando elos entre desenvolvimento econômico, otratamento adequado do meio ambiente e o desenvolvimento social.Estes conceitos são hoje debatidos fortemente na indústria da construçãocivil, que trabalha com muitos materiais não renováveis e uso intenso de energia.Embasando essa afirmação, na cadeia produtiva do concreto, vem ocorrendo desde2009 seminários anuais de sustentabilidade nos Congressos Brasileiro do Concreto(IBRACON, 2009, 2010, 2011 e 2012).O Relatório da Comissão Brundtland, “Nosso Futuro Comum” (1991), indicaque o conceito de sustentabilidade se baseia no ato de atender as necessidadespresentes, sem comprometer a possibilidade das gerações futuras atenderem àssuas próprias necessidades.Conselho Empresarial Mundial para o Desenvolvimento Sustentável apudMarques Filho (2012) define: “O desenvolvimento sustentável será alcançado pelaoferta de produtos e serviços a preços competitivos, que satisfaçam asnecessidades humanas, melhorem a qualidade de vida e, ao mesmo tempo,reduzam progressivamente os impactos ambientais e a intensidade do uso derecursos, através do ciclo de vida, para um nível compatível com a capacidade desuporte da Terra”.Andrade, Tachizawa e Carvalho, em 2004, (apud Yemal et al., 2011)corroboram com os conceitos, colocando que “O desenvolvimento sustentável écomo a fonte da capacidade de gestão e dos recursos técnicos e financeirosindispensáveis à resolução dos desafios ambientais que necessitam partilhar doentendimento de que deve haver um objetivo comum, e não um conflito, entredesenvolvimento econômico e proteção ambiental, tanto para o momento presentecomo para as gerações futuras”.O crescimento da população mundial é incontestável, a previsão segundoMarques Filho (2012) é que em 2050 a população mundial ultrapasse nove bilhõesde habitantes. Juntamente com o crescimento populacional vem uma demanda pormais energia e infraestrutura, para que toda a sociedade tenha uma condição devida satisfatória. Porém, da mesma maneira, os problemas sociais, políticos,

27econômicos e ambientais também crescem na mesma medida que a necessidadede infraestrutura física.Há algumas décadas atrás, a maioria das nações via o meio ambiente comoum reservatório de matéria-prima onde se podia facilmente retirá-la ou depositarrejeitos, da mesma maneira a visão de crescimento econômico a qualquer custo nãovia obstáculos visando um crescimento imediato (STACHERA JUNIOR, 2008).No Brasil, assim como em outros países, durante muito tempo, ocrescimento econômico com sua consequente poluição era um indicativo deprogresso. Essa percepção permaneceu até que os problemas ambientais(contaminação do ar, da água e do solo) com efeitos diretos sobre os sereshumanos fossem intensificados e houve conscientização da sociedade (BRAGA, etal., 2005 apud YEMAL et al., 2011).Esse crescimento desenfreado diminuiu, pois foi instalada no mundo umapolítica socioambiental mais ativa, gerando esforços na direção da sustentabilidade.É evidente a necessidade da melhoria da infraestrutura, mas torna-se cada vez maisimportante avalia-la perante a preservação dos recursos ambientais existentes, ecabe à Indústria da Construção Civil fornecer novos produtos para a sociedade,visando diminuir seu impacto. Sendo assim é grande a necessidade que a evoluçãotécnica e tecnológica se dê na direção de processos sustentáveis (BIANCHINI,2010).Segundo Stachera Junior (2008), a construção civil possui uma enormeparcela de contribuição não só nos números econômicos e geração de empregos,mas na utilização intensa de recursos naturais e na geração de resíduos e poluição,o que torna o setor muito importante para a economia.Segundo Machado et al. (2006), com relação aos impactos ambientais, aIndústria da Construção Civil é certamente a maior gerador de resíduos de toda asociedade, pois além da utilização de recursos não renováveis ao longo de toda suacadeia produtiva ela apresenta um alto desperdício de materiais gerando toneladasde resíduos. O volume de resíduos de construção e demolição gerados é até duasvezes maiores que o volume de lixo sólido urbano (MACHADO et al., 2006).A construção civil é responsável por entre 15 e 50 % do consumo dosrecursos naturais extraídos, e consome cerca de 66% de toda madeira naturalextraída, inferior ao total com manejo florestal correto. Em países como o Reino

28Unido o consumo de materiais de construção civil é de aproximadamente 6toneladas/ano.habitante (JOHN apud ALVES, 2005).Além do enorme consumo de recursos naturais, a construção civil tambémgera poeira e altas emissões de GEE, pois em toda sua cadeia produtiva apresentaemissões significativas. Os principais geradores de GEE podem ser indicados aseguir: cimento; cal; aço; areia; brita; queima de combustíveis fósseis e transporte.Em algumas cidades européias, as emissões de CO 2 da indústria da construçãocorrespondem aproximadamente a 30% do total das emissões. Somente a indústriado cimento é responsável por 7% das emissões mundiais de CO 2 (STACHERAJUNIOR, 2008). No (QUADRO 1) são apresentadas as emissões de CO 2comparativas aos principais materiais geradores de GEE.Produto Emissão de CO 2Saco de Cimento (50kg)Saco de cal (20kg)Aço (1kg)Tijolo (unidade)Areia (m³)QUADRO 1 – EMISSÕES DE CO2 POR PRODUTOFONTE: STACHERA JUNIOR (2008)48,44kg15,71kg1,45kg0,95kg22,62kgDevido à parcela que a construção civil tem na degradação do meioambiente, é necessário procurar formas de minimizar suas emissões de GEE’s.Segundo o IPCC (2012), a construção civil é a principal atividade humana compotencial de mitigação dos GEE, sendo assim é preciso estudar e desenvolvernovos métodos para diminuir essas emissões (FIGURA 2).

29FIGURA 2 – POTENCIAL DE MITIGAÇÃOFONTE: IPCC (2007, apud MARQUES FILHO, 2010)A captura e a remoção de CO 2 na própria fonte, antes de ele ser lançado naatmosfera, é uma opção técnica a ser considerada em termos de preocupação como efeito estufa (STACHERA JUNIOR, 2008).Segundo John et al. (2001), a durabilidade desempenha uma funçãoimportante para a obtenção de uma construção sustentável, assim como mudançasnos detalhes de projeto que proporcionem maior proteção ao componente contra osfatores de degradação podem aumentar a sua vida útil sem alterar significativamentea carga ambiental total. Outro fator positivo que pôde ser comprovado pelo trabalhode YEMAL et al. (2011), é o fato de que as técnicas ambientais são contribuídasconsideravelmente com o reaproveitamento de materiais, apesar dessereaproveitamento não alcançar sua totalidade. Marques Filho (2010) defende que oinvestimento em sistemas de qualidade dando benefícios sociais aos empregadospode ajudar a tornar a construção civil mais sustentável, assim como usar CAR,realizar dosagens com abordagem em sustentabilidade e criar uma normalizaçãoaceleraria e tornaria o processo mais completo.Os parágrafos anteriores mostram algumas das principais preocupações daconstrução civil: emissões de GEE, minimização do consumo de matérias primas e

30da geração de resíduos e a minimização de defeitos com treinamento qualificado damão-de-obra.Após a discussão dos impactos da construção, vale salientar que muitospaíses estão se organizando para achar meios de mitigar esse problema deemissões de GEE, e observa-se que também são necessárias ações deconscientização de toda população, pois o Quarto Relatório de Avaliação do IPCC(AR4) concluiu que "maior parte do aumento observado nas temperaturas médiasglobais desde meados do século 20 muito provavelmente se deve ao aumentoobservado nas concentrações antropogênicas de gases de efeito estufa." Asconcentrações de CO 2 continuam a crescer e por no final de 2010 tinha alcançado390 ppm de CO 2 , ou 39% acima dos níveis pré-industriais (IPCC, 2012).Um panorama nacional sobre o problema, está instalado no Brasil um fortemovimento pela sustentabilidade empresarial cujos primórdios podem ser vinculadosà realização da Rio 92 (CEBDS, 2004). “O Brasil posiciona-se como um dos paísescom menor intensidade de emissões de GEE na geração e no uso de energia. Asações do setor produtivo contribuem para o Brasil superar as metas progressivas deredução de emissões de GEE estabelecidas em planos de ação climática nacional esubnacionais” (CEBDS, 2004).Considerando os altos consumos de matéria prima, a quantidadesignificativa de mão-de-obra, a utilização de muitos equipamentos pode-se imaginarque a Indústria da Construção Civil consuma muita energia. John et al. (2001) falaque a construção civil consome uma quantidade significativa de energia e quesegundo (WRI, 2000 apud John et al., 2001), estima-se que os setores residencial ecomercial são responsáveis por 34,5% do consumo de energia total da economiamundial.Em termos mundiais a produção de energia também é grande geradora deGEE, gerando a necessidade de investimentos em fontes de energia renováveis ehoje há no mundo uma corrente forte para o investimento nessas fontes, a WWFdefende que, em 2050, 100% do fornecimento de energia no planeta podem ser deenergia renováveis (WWF, 2011).Conceitua-se energia renovável como aquela gerada a partir de fontessolares, geofísicas ou biológicas, que são reabastecidas por processos naturais auma taxa igual ou superior a sua taxa de utilização. São consideradas energiasrenovaveis a gerada por biomassa, energia solar, calor geotérmico, potencial

Energia total (EJ/a)31hidrelétrico, marés e ondas do oceano e eólica. Essas fontes de energia renováveistêm um papel na prestação de serviços de energia de forma sustentável e, emparticular, na mitigação das mudanças climáticas (IPCC, 2012).Embora haja esse incentivo à utilização de energia renovavél, 85% daenergia primária utilizada economia global vem da queima de combustíveis fósseis,que representa 56,6% de todas as emissões antrópicas de GEE (IPCC, 2012). Na(FIGURA 3) é apresentado um gráfico comparativo com o fornecimento de energiano mundo e sua previsão.Fornecimento por combustível fóssilFornecimento por fontes renováveisFIGURA 3 – SUPRIMENTO MUNDIAL DE ENERGIAFONTE: WWF (2011)Concluindo sobre a necessidade da implantação de empreendimentos deenergia renovável, observa-se que o número desses vêm aumentando rapidamentenos últimos anos. Esse aumento pode ser explicado pelo fato de que políticagovernamental de muitos países mudou, assim como o custo de tecnologias está emdeclínio e os preços dos combustíveis fósseis crescendo. Pode-se dizer que esseaumento exigirá políticas para estimular mudanças no sistema de energia.O presente trabalho visa mostrar as vantagens e beneficios decorrentes dautilização de energias de fontes hídricas, visto que no cenário mundial a térmica é a

32mais utilizada. No Brasil a maior fonte de energia elétrica é hidráulica sendo acomplementação no fornecimento de energia é feito basicamente através de energiatérmica. Na implantação de empreendimentos hidráulicos há uma emissãoimportante de GEE e muito baixa em sua operação, pois sua fonte de energia érenovável. Enquanto isso um empreendimento térmico além das emissões em suaimplantação, durante toda sua vida útil produz um grande volume de emissões pelaqueima de combustível. Na (FIGURA 4) está apresentado um comparativo entre apotência instalada e capacidade de geração em todo mundo, de fontes hidráulicas.Potência InstaladaGeraçãoFIGURA 4 – HIDRELÉTRICAS POR REGIÕES NO MUNDO: POTÊNCIA INSTALADA E GERAÇÃOFONTE: IHA (2012)Vale enfatizar que o potencial teórico de energias renováveis é muito maior doque a totalidade da energia que é utilizada por todas as economias na Terra. Em2008, a energia renovável contibuiu com aproximadamente 19% da oferta global deeletricidade (energia hidrelétrica 16%, 3% outros fontes renovaveis), sendo que aprodução total foi de 20.181 TWh (ou 72,65 EJ) (IEA, 2010 apud IPCC, 2012).Confirmando esses dados, segundo WWF (2011), a energia hidrelétrica éatualmente a fonte maior do mundo de energia renovável, fornecendo quase umquinto de toda a eletricidade em todo o mundo.Observa-se que juntamente a essa conjuntura em que há uma forte correntesocioambiental somada à crescente demanda de infraestrutura, interferindo naconstrução civil.

33A postura da população é fruto principalmente da desinformação, da falta deconsciência ambiental e de um déficit de práticas comunitárias. Sendo assim apreocupação com o desenvolvimento sustentável representa a possibilidade degarantir mudanças sociopolíticas que não comprometam os sistemas ecológicos esociais que sustentam as comunidades, porém tendo a sustentabilidade como novocritério básico e integrador, estimulando permanentemente as responsabilidadeséticas, na medida em que a ênfase nos aspectos extraeconômicos serve parareconsiderar os aspectos relacionados com a equidade, a justiça social e a própriaética dos seres vivos (JACOBI, 2003).

343. EMPREENDIMENTOS HIDRÁULICOSÉ impensável a interrupção no fornecimento de água ou energia em grandesconglomerados humanos mesmo por poucos dias. No Brasil, em particular estesdois insumos fundamentais estão correlacionados com empreendimentoshidráulicos, já que a nação possui recursos hídricos abundantes e que formam umdiferencial competitivo.Com o crescimento populacional e, paralelamente, o aumento do nível deatividade econômica um aumento da demanda por água e serviços relacionados éprevisível e esperado. O aumento do número de habitantes já evidencia claramentea necessidade de que novos empreendimentos sejam implantados, aumentando ofornecimento de água e energia. Sengundo o WCD (2000), o crescimentoeconômico tem duas implicações para a demanda de água, o primeiro é que oaumento da atividade econômica incrementa a procura por serviços hídricos, e asegunda é que tanto o desenvolvimento trazido pelo crescimento econômico e asmudanças tecnológicas que o acompanham vão levar a mudanças estruturais nopadrão de bens e serviços que a sociedade produz e consome e também na formacomo esses serviços são prestados. Na (FIGURA 5) está apresentada a distribuiçãode água no mundo.OutrosBrasilEUA 6%FIGURA 5 – DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA NO PLANETAFONTE: WCD (2000)

35A necessidade de água, tanto para consumo quanto para irrigação e outrosfins nâo é uma necessidade apenas do homem moderno. Desde os primórdios, essanecessidade caminha junto com a humanidade, e registros históricos sugerem que ouso de barragens para abastecimento de água e irrigação foram mais difundidos apartir de 2000 a.C. Porém os primeiros indícios de engenharia fluvial são as ruínasde canais de irrigação com mais de oito mil anos, na Mesopotâmia e as primeirasbarragens de armazenamento de água foram observadas na Jordânia, Egito eoutras partes do Oriente Médio onde foram encontrados restos dessas barragensdatadas de pelo menos 3000 a.C. (WCD, 2000).No século 20 houve uma grande evolução na implantação de grandesbarragens as quais ultrapassaram o montande de 45.000 unidades em todo mundo(WCD, 2000).Atualmente, cerca de 44% de toda a produção mundial de alimentos provémde áreas irrigadas, indicando que a segurança alimentar depende dosempreendimentos hidráulicos (WWF, 2011). Assim como, segundo ANEEL (2002)geração hidrelétrica tem garantido, nos últimos anos, a produção de cerca de 90%da energia elétrica produzida no Brasil.Assim como a água a energia, nas suas mais diversas formas, éindispensável à sobrevivência da espécie humana. E mais do que sobreviver, ohomem procurou sempre evoluir, descobrindo fontes e formas alternativas deadaptação ao ambiente em que vive e de atendimento às suas necessidades. O usoda energia hidráulica foi uma das primeiras formas de substituição do trabalhoanimal pelo mecânico, particularmente para bombeamento de água e moagem degrãos. Entre as características energéticas mais importantes, destacam-se asseguintes: disponibilidade de recursos, facilidade de aproveitamento e,principalmente, seu caráter renovável. A energia hidráulica é proveniente dairradiação solar e da energia potencial gravitacional, através da evaporação,condensação e precipitação da água sobre a superfície terrestre. (ANEEL, 2002).No caso de empreendimentos energéticos, a seleção de alternativas é feitatendo como critério básico a maximização da eficiência econômico-energética emconjunto com a minimização dos impactos socioambientais negativos (MME, 2007).Como, em geral, a maximização da eficiência econômico-energética conflita com aminimização dos impactos socioambientais, no processo de comparação e seleçãode alternativas, estes aspectos deverão ser considerados dentro de uma abordagem

36multiobjetivo (MME, 2007). A (FIGURA 6) apresenta as principais fases dodesenvolvimento de empreendimentos hidrelétricos de energia no Brasil.FIGURA 6 – ETAPAS DE IMPLANTAÇÃO DE APROVEITAMENTOS HIDROELÉTRICOSFONTE: MME (2007)O desenvolvimento de Hidrelétricas está intimamente ligada às políticas dedesenvolvimento nacional, regional e global. Além de seu papel na contribuição paraa segurança seguro de fornecimento de energia e reduzir a dependência do país decombustíveis fósseis, a energia hídrica oferece oportunidades para o alívio dapobreza e desenvolvimento sustentável (IPCC, 2012).Com exceção de pequenos aproveitamentos diretos da energia hidráulicapara bombeamento de água, moagem de grãos e outras atividades similares, oaproveitamento da energia hidráulica é feito através do uso de turbinas hidráulicas,devidamente acopladas a um gerador de corrente elétrica. Com eficiência que podechegar a 90%, as turbinas hidráulicas são atualmente as formas mais eficientes deconversão de energia primária em energia secundária (ANEEL, 2012). A força daágua em movimento é conhecida como energia potencial, essa água passa portubulações da usina com muita força e velocidade, realizando a movimentação dasturbinas. Nesse processo, ocorre a transformação de energia potencial (energia daágua) em energia mecânica (movimento das turbinas). As turbinas em movimentoestão conectadas a um gerador, que é responsável pela transformação da energiamecânica em energia elétrica (LUVEZUTTI et al., 2011).Considerada como energia renovável, a energia hidráulica é muitointeressante por diversos fatores. Além de sua energia ser limpa, segundo o IPCC

37(2012), as usinas hidrelétricas não consomem a água que move as turbinas, comisso após a geração de energia, ela está disponível para várias outras utilizaçõesessenciais. As usinas Hidrelétricas podem ser classificadas segundo a altura relativada queda d’água, capacidade ou potência instalada, tipo de turbina, localização, tipode barragem, etc.O sistema energético brasileiro é o maior da América do Sul, com energiahidrelétrica responsável pela geração de mais de 85% de toda a sua eletricidade.Outras fontes de energia utilizadas são as de origem térmica utilizando gás natural ecarvão, nuclear, e a eólica que é responsável por 0,4% da eletricidade do sistema(WWF, 2011). Mesmo sendo o maior do continente, assim como no resto do mundo,no Brasil há um anseio muito grande pela implementação de novosempreendimentos, devido ao aumento da demanda de água e energia, tanto peloaumento populacional quanto pelo aumento do poder aquisitivo dos brasileiros.Além da vasta hidrografia brasileira, o país ainda conta com grande parte deseu território dominado por terrenos de planalto, o que facilita a implantação deusinas hidrelétricas, pois são necessários desníveis para a implantação da mesma.Assim sendo, no Brasil, há um imenso potencial hidráulico, pois o país possui riosque têm todas as condições para aproveitamento de seu potencial energético edistribuidor (LUVEZUTTI et al., 2011). O potencial hidrelétrico brasileiro é estimadoem cerca de inventariado é de 108.778 MW e o estimado de 28.096 (MME, 2012).Na (FIGURA 7) pode-se observar a evolução do potencial Brasileiro ao longo dosanos.

38FIGURA 7 – POTENCIAL HIDRELÉTRICO BRASILEIROFONTE: MME (2012)Após a colocação da evolução do potencial hidrelétrico brasileiro pode-seobservar que tal evolução aconteceu com a diversificação do mercado deaproveitamentos hidrelétricos. Houve um investimento em projetos de diversaspotências e características, e que para esse potencial pudesse ser explorado aomáximo, sem que o país ficasse refém da hidrologia e uma única região, foi criado oSIN – Sistema Interligado Nacional. A seguir é apresentada no (QUADRO 2) adistribuição de Usinas Hidrelétricas por faixa de potência.QUADRO 2 – APROVEITAMENTOS HIDRELÉTRICOS POR FAIXA DE POTÊNCIAFONTE: ANEEL (2012)Devido à grande necessidade da criação de novos empreendimentos assimcomo a manutenção dos já existentes, é muito importante analisar a perspectivaeconômico financeira do negócio. Além de inúmeras licenças e permissõesnecessárias, um empreendimento hidráulico custa muito dinheiro para sua

39implantação. Segundo Martins (2008), o Banco Mundial, além do seu papel naliberalização econômica, foi um grande estimulador e promotor da construção debarragens em grande escala durante várias décadas. Outro fator financeirointeressante de ser relacionado com aproveitamentos de energia é que segundoLUVEZUTTI et al. (2011), a localização das usinas faz com que o preço dotransporte de materiais e insumos seja elevado.Segundo Marques Filho (2012), as seguintes características de obrashidráulicas são muito importantes: facilidades Industriais Complexas; utilização degrandes volumes de material; multidisciplinaridade envolvida no projeto;planejamento complexo; dificuldade para compartimentação de atividades; custoelevado; tempo de maturação expressivo; dificuldades de financiabilidade; grandesinterferências com Meio Ambiente. Além de todas essas características há umalogística complexa em empreendimento desse porte, pois para que o processofuncione são necessários equipamentos com peso elevado, as obras geralmenteficam distantes de centros desenvolvidos e como já foi falado existe o consumo degrandes volumes de material, que é sanado pela fabricação na obra, sendonecessária infraestrutura de energia e combustíveis, centrais de britagem e deconcreto, pug mills, sistemas de ar comprimido, água bruta e instalações sanitárias,pátios de montagem, oficinas de manutenção e centrais de forma e armadura, tudoisso com controle de qualidade extremamente severo (MARQUES FILHO, 2012).Como observado, trata-se de uma obra de engenharia complexa, com váriasinterfaces técnicas.O governo e os investidores têm intensificado os investimentos em energiaproveniente de aproveitamentos hidráulicos, tal fato pode ser observado no(QUADRO 3), no qual tem a evolução da produção e do consumo de energiahidráulica no Brasil.

40QUADRO 3 – ENERGIA HIDRÁULICA NO BRASILFONTE: MME (2012)Após a colocação técnica da necessidade de empreendimentos hidráulicos,é importante acrescentar que a sociedade tem mostrado rejeição aos novosaproveitamentos, Martins (2006) cita que a história da construção de grandes obrashidráulicas em muitos aspectos é uma história triste quando se pensa na correlaçãoentre o bem-estar, os direitos civis e políticos e mesmo com respeito aos objetivosoficiais de desenvolvimento econômico e da soberania ou autonomia nacional.Talvez, em parte por esses fatos a população não aceita muito bem a criação denovos empreendimentos.Questões ambientais e sociais continuarão a ser afetadas pela implantaçãode empreendimentos hidráulicos. Em particular, deve haver preocupação com aemissão de gases de efeito estufa (GEE) do reservatórios, devido ao apodrecimentoda vegetação e fluxos de carbono a partir da captação (WCD, 2000). Os impactossociais locais e ambientais de projetos variam de acordo com o tipo do projeto, otamanho e as condições. Alguns dos impactos mais proeminentes incluemmudanças nos regimes de fluxo e da qualidade da água, barreiras à migração depeixes, perda de diversidade biológica, e de deslocamento da população (IPCC,2012). Porém juntos, as novas tecnologias, os novos métodos construtivos eprojetos mais eficazes, todos com uma visão sustentável, têm a capacidade detornar essas consequências cadas vez menores e mais brandas (IPCC, 2012).Pelos motivos apresentados, a implantação de aproveitamentos hidráulicosé fundamental para garantia da infraestrutura humana, e tão importante quanto oprojeto de novos empreendimentos é a manutenção da vida útil dos existentes.Segundo o IPCC (2012), a modernização, renovação e melhoramento dosempreendimentos antigos muitas vezes são menos caros do que o desenvolvimentode um novo, além de terem menores impactos socioambientais e requererem menos

41tempo para a execução. As necessidades de água e energia obrigam o estudocontínuo de seu comportamento juntamente das suas principais manifestaçõespatológicas e dos processos de reparo (MARQUES FILHO, 2012).Barragens são meios muito importantes para satisfazer as necessidades deágua e energia a longo prazo, são investimentos estratégicos com a capacidade deoferecer benefícios múltiplos (ANEEL, 2002). Sendo assim, em um empreendimentohidráulico, qualquer que seja a solução de barragem adotada, são fundamentais aparametrização do material para efeito de projeto, a confiabilidade dos processos dedosagem do concreto e a indicação de valores para o controle da qualidade da obrae sua análise. Todos estes fatores devem estar subsidiados por correlaçõeslaboratório/obra sedimentadas e confiáveis, para minimização de custos e dos riscosenvolvidos no desenvolvimento desses empreendimentos (MARQUES FILHO,2005).As (FIGURAS 8 a 11) apresentam esquematicamente o fluxograma dastarefas necessárias à implantação dos aproveitamentos hidrelétricos.

FIGURA 8 – FLUXOGRAMA DA ETAPA DE PLANEJAMENTO DOS ESTUDOSFONTE: MME (2007)42

FIGURA 9 – FLUXOGRAMA DA ETAPA DE ESTUDOS PRELIMINARESFONTE: MME (2007)43

FIGURA 10 – FLUXOGRAMA DA ETAPA DE ESTUDOS FINAISFONTE: MME (2007)44

45FIGURA 11 – FLUXOGRAMA DA AAI DA ALTERNATIVA SELECIONADAFONTE: MME (2007)3.1. LICENÇAS AMBIENTAISA chamada questão ambiental diz respeito aos diferentes modos pelos quaisa sociedade, através dos tempos, se relaciona com o meio físico-natural. O ser

46humano sempre dependeu dele para garantir sua sobrevivência, e seu uso, comobase da existência humana, bem como as alterações por esse uso provocados naTerra são coexistentes desde os primórdios (QUINTAS, 2006).Como já foi mencionado, hoje, o cenário é de demanda crescente por água eenergia tanto no mundo quando no Brasil. Segundo Souza (2009), paralelamente aeste fato, é observado um fortalecimento e consolidação da legislação e do sistemade gestão ambiental, assim como a participação de novos interessados em prover aexpansão do parque de geração de energia e, também, a maior participação dosmovimentos sociais na esfera pública. Juntando isso aos graves problemassocioambientais já ocorridos em decorrência da construção de aproveitamentoshidráulicos, gera ambiente propício aos conflitos socioambientais que perpassamtodo o processo de licenciamento (SOUZA, 2009).Desta maneira, é necessário que o Estado de alguma forma crie meios emétodos, assim como delegue as funções de execução e fiscalização à alguém oualgum órgão que o representa. Segundo o IPCC (2012), os órgãos jurídicos assimcomo suas atribuições variam de país para país, incluindo práticas de concessões,royalties, direitos de água, etc. Com o crescente envolvimento do setor privado, asdisposições contratuais que cercam as hidrelétricas tornaram-se cada vez maiscomplexas.O Brasil possui legislação avançada e severa para as questões ambientaisalém de ser o único país que questões ambientais são apresentadas na constituição.Segundo Vainer (2007), juntamente com o processo de democratização houve aascensão de movimentos ambientalistas, que se somando a uma maiorpreocupação ambiental, a pressão da sociedade civil e a resistência principalmentedas populações atingidas culminou na necessidade do setor elétrico acrescentarquestões sociais e ambientais em seu cotidiano. Do mesmo modo, ele coloca que acriação da Constituição Federal e das Constituições Estaduais, no final da décadade 1980 e início da década de 1990, marcaram também o avanço das legislaçõesestaduais e a consolidação das agências ambientais de vários estados. SegundoQuintas (2006), a Constituição Federal, ao consagrar o meio ambienteecologicamente equilibrado como direito de todos, bem de uso comum e essencial àsadia qualidade de vida, atribuiu a responsabilidade de sua preservação e defesanão apenas ao Poder Público, mas também à coletividade. Sendo assim cadacidadão tem o dever de protegê-lo, porém caberá aos órgãos e agências públicas o

47dever de outorgar e fiscalizar a implantação e utilização de empreendimentos quecausam algum dano à natureza.O licenciamento é um dos instrumentos de gestão ambiental estabelecidopela lei Federal n.º 6938, de 31/08/81, também conhecida como Lei da PolíticaNacional do Meio Ambiente. Em 1997, a Resolução nº 237 do CONAMA - ConselhoNacional do Meio Ambiente definiu as competências da União, Estados e Municípiose determinou que o licenciamento deverá ser sempre feito em um único nível decompetência (FEPAM, 2013). É o procedimento no qual o poder público,representado por órgãos ambientais, autoriza e acompanha a implantação e aoperação de atividades, que utilizam recursos naturais ou que sejam consideradasefetiva ou potencialmente poluidoras, sendo de obrigação do empreendedor a buscadeste licenciamento junto ao órgão competente. Vale ressaltar que, segundo oIBAMA o licenciamento ambiental é uma obrigação legal prévia e que possui comouma de suas mais expressivas características a participação social na tomada dedecisão, por meio da realização de Audiências Públicas como parte do processo(FIRJAN, 2004).Os principais órgãos responsáveis pela gestão ambiental no Brasil serãoapresentados a seguir:O IBAMA, “tem como principais atribuições exercer o poder de políciaambiental; executar ações das políticas nacionais de meio ambiente,referentes às atribuições federais, relativas ao licenciamento ambiental, aocontrole da qualidade ambiental, à autorização de uso dos recursos naturaise à fiscalização, monitoramento e controle ambiental; e executar as açõessupletivas de competência da União. Cabe ao IBAMA propor e editarnormas e padrões de qualidade ambiental; o zoneamento e a avaliação deimpactos ambientais; o licenciamento ambiental, nas atribuições federais; aimplementação do Cadastro Técnico Federal; a fiscalização ambiental e aaplicação de penalidades administrativas; a geração e disseminação deinformações relativas ao meio ambiente; o monitoramento ambiental,principalmente no que diz respeito à prevenção e controle dedesmatamentos, queimadas e incêndios florestais; o apoio às emergênciasambientais; a execução de programas de educação ambiental; a elaboraçãodo sistema de informação e o estabelecimento de critérios para a gestão douso dos recursos faunísticos, pesqueiros e florestais; dentre outros”.(IBAMA, 2013).A FUNAI é uma entidade com patrimônio próprio e personalidade jurídica dedireito privado, é o órgão federal responsável pelo estabelecimento eexecução da política indigenista brasileira em cumprimento ao quedetermina a Constituição Federal Brasileira de 1988. Tem como objetivoprincipal promover políticas de desenvolvimento sustentável das populaçõesindígenas, aliar a sustentabilidade econômica à sócio- ambiental, promovera conservação e a recuperação do meio ambiente, controlar e mitigarpossíveis impactos ambientais decorrentes de interferências externas àsterras indígenas, monitorar as terras indígenas regularizadas e aquelasocupadas por populações indígenas, incluindo as isoladas e de recente

48contato, coordenar e implementar as políticas de proteção aos gruposisolados e recém contatados e implementar medidas de vigilância,fiscalização e de prevenção de conflitos em terras indígenas. (FUNAI,2013).O IPHAN é uma autarquia federal vinculada ao Ministério da Cultura,responsável por preservar a diversidade das contribuições dos diferenteselementos que compõem a sociedade brasileira e seus ecossistemas. Estaresponsabilidade implica em preservar, divulgar e fiscalizar os bens culturaisbrasileiros, bem como assegurar a permanência e usufruto desses benspara a atual e as futuras gerações. (IPHAN, 2013).O Ministério Público da União “é uma Instituição independente que cuida daproteção das liberdades civis e democráticas, buscando com sua ação assegurar eefetivar os direitos individuais e sociais indisponíveis, como sua missãoconstitucional (v. art. 127, da Constituição Federal)”. Cabe ao MP a defesa da ordemjurídica, ou seja, deve zelar pela observância e pelo cumprimento da lei; defesa dopatrimônio nacional, do patrimônio público e social, do patrimônio cultural, do meioambiente, dos direitos e interesses da coletividade, especialmente das comunidadesindígenas, da família, da criança, do adolescente e do idoso; defesa dos interessessociais e individuais indisponíveis; controle externo da atividade policial. Trata-se dainvestigação de crimes, da requisição de instauração de inquéritos policiais, dapromoção pela responsabilização dos culpados, do combate à tortura e aos meiosilícitos de provas, entre outras possibilidades de atuação. Os membros do MPU têmliberdade de ação tanto para pedir a absolvição do réu quanto para acusá-lo (MPU,2013)A licença ambiental é o documento, com prazo de validade definido, em queo órgão ambiental estabelece regras, condições, restrições e medidas de controleambiental a serem seguidas. Entre as principais características avaliadas noprocesso podemos ressaltar: o potencial de geração de líquidos poluentes (despejose efluentes), resíduos sólidos, emissões atmosféricas, ruídos e o potencial de riscosde explosões e de incêndios (FIRJAN, 2004). Ao receber a Licença Ambiental, oempreendedor assume os compromissos para a manutenção da qualidadeambiental do local do empreendimento (FIRJAN, 2004).O Licenciamento Ambiental é constituído por três licenças, cada uma delas érequerida em etapas diferentes. Segundo o FEPAM (2013), elas são apresentadas aseguir:

49 Licença Prévia (LP) - Licença que deve ser solicitada na fase de planejamentoda implantação, alteração ou ampliação do empreendimento. Aprova aviabilidade ambiental do empreendimento, não autorizando o início das obras.Licença Instalação (LI) - Licença que aprova os projetos. É a licença queautoriza o início da obra/empreendimento. É concedida depois de atendidasas condições da Licença Prévia.Licença de Operação (LO) - Licença que autoriza o início do funcionamentodo empreendimento/obra. É concedida depois de atendidas as condições daLicença de Instalação.Vale ressaltar que a solicitação de qualquer uma das licenças deve estar deacordo com a fase em que se encontra a atividade/ empreendimento: concepção,obra, operação ou ampliação, mesmo que não tenha obtido anteriormente a Licençaprevista em Lei (FEPAM, 2013).Após a emissão das licenças ambientais a empresa entra em fase deacompanhamento da operação em que os órgãos ambientais poderão fazer vistoriasregulares para verificar o cumprimento das exigências pré-estabelecidas. Com isso,se for determinado que as atividades não estão de acordo com o especificado, alicença pode ser cancelada e o empreendimento interditado. Além doacompanhamento realizado existe um prazo de validade, estabelecido pelo órgãoambiental, que varia de atividade para atividade de acordo com a tipologia, asituação ambiental da área onde está instalada, e outros fatores (FIRJAN, 2004). O(QUADRO 4) apresenta os prazos de validade das diversas licenças.Prazo de validade das Licenças AmbientaisLicença Prazo Mínimo Prazo MáximoLPO estabelecido pelocronograma do projeto Não Superior a 5 anosapresentadoLIDe acordo com ocronograma de Não superior a 6 anosinstalação da atividadeLO 4 anos 10 anosQUADRO 4 – PRAZO DE VALIDADE DAS LICENÇAS AMBIENTAISFONTE: FIRJAN (2004)

50Mesmo tendo um procedimento padrão, esse processo de licenciamentoambiental vem causando forte turbulência entre, setor privados, órgãos ambientais egoverno, criando dificuldades crescentes para obtenção da licença. Segundo Souza(2009) a falta de diálogo entre as partes interessadas no curso do processo delicenciamento cria uma série de ruídos, dúvidas, insatisfações e incompreensõessobre o projeto. Sendo assim, as audiências públicas, obrigatórias nos processos delicenciamento, podem ser transformadas em um espaço de embate e não de debate.Esse instrumento de gestão ambiental é sempre noticiado como um entrave aodesenvolvimento do país, com isso há um ambiente de crise formado. Sendo assim,há um grande enfrentamento entre setores da sociedade da sociedade organizadaincluindo o Governo (SOUZA, 2009).3.2. SETOR ELÉTRICO BRASILEIROAcompanhando o crescimento econômico e populacional, o consumo deenergia elétrica deve aumentar nos próximos anos no Brasil. A indústria de energiaelétrica compreende todas as etapas relacionadas com o fornecimento deeletricidade para consumidores finais, sendo assim, é possível segmentá-laconforme as diferentes atividades realizadas comumente definidas como geração,transmissão, distribuição e comercialização (CORREIA et al., 2006).A geração do sistema elétrico brasileiro é fortemente pautada em fontesrenováveis, pois é muito dependente da hidroeletricidade, responsável, segundo aANEEL (2002), e segundo a IRN (2012) , além da hidroeletricidade, a energiaelétrica obtida através da biomassa (cogeração a partir do bagaço da cana-deaçúcar)e em menor medida do gás metano biológico obtido nos aterros, confere aopaís uma singular participação das energias renováveis.Para garantir o crescimento e a necessidade de manutenção e expansão doparque energético brasileiro, existem alguns órgãos responsáveis pelaregulamentação, fiscalização, distribuição e transmissão de energia elétrica no país,os quais serão apresentados a seguir:A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) é uma autarquia emregime especial vinculada ao Ministério de Minas e Energia, foi criada pararegular o setor elétrico brasileiro, por meio da Lei nº 9.427/1996 e doDecreto nº 2.335/1997. A ANEEL iniciou suas atividades em dezembro de1997, tendo como principais atribuições:

51Regular a produção, transmissão, distribuição e comercialização deenergia elétrica;Fiscalizar, diretamente ou mediante convênios com órgãosestaduais, as concessões, as permissões e os serviços de energiaelétrica;Implementar as políticas e diretrizes do governo federal relativas àexploração da energia elétrica e ao aproveitamento dos potenciaishidráulicos;Estabelecer tarifas;Mediar, na esfera administrativa, os conflitos entre os agentes eentre esses agentes e os consumidores;Por delegação do governo federal, promover as atividades relativasàs outorgas de concessão, permissão e autorização deempreendimentos e serviços de energia elétrica (ANEEL, 2013).A ANA, é uma autarquia sob regime especial, com autonomia administrativae financeira, vinculada ao Ministério do Meio Ambiente, além da função dereguladora do uso da água bruta nos corpos hídricos de domínio da União,tem a atribuição de coordenar a implementação da Política Nacional deRecursos Hídricos, cuja principal característica é garantir a gestãodemocrática e descentralizada dos Recursos Hídricos (ANA, 2013).“O Ministério de Minas e Energia, órgão da administração federal direta,representa a União como Poder Concedente e formulador de políticaspúblicas, bem como indutor e supervisor da implementação dessas políticasnos seguintes segmentos:I - geologia, recursos minerais e energéticos;II - aproveitamento da energia hidráulica;III - mineração e metalurgia; eIV - petróleo, combustível e energia elétrica, inclusive nuclear.Cabe, ainda, ao Ministério de Minas e Energia:I - energização rural, agroenergia, inclusive eletrificação rural, quandocusteada com recursos vinculados ao Sistema Elétrico Nacional; eII - zelar pelo equilíbrio conjuntural e estrutural entre a oferta e a demandade recursos energéticos no País (MME, 2013).“O Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) é o órgão responsávelpela coordenação e controle da operação das instalações de geração etransmissão de energia elétrica no Sistema Interligado Nacional (SIN), sob afiscalização e regulação da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel)”(ONS, 2013).

52O setor elétrico passou por duas grandes mudanças na metade da décadade 90. Em 1995, no contexto das reformas que permitiram o investimento privadoem setores até então restritos a investimentos e gestão estatal, ocorreu a primeirareformulação e em 1996 a lei 9.074/95 que tratou das concessões e permissões deserviços públicos e o decreto 2003/96 que regulamentou a produção de energiaelétrica por produtor independente e autoprodutor promoveram uma série detransformações no setor de geração de energia elétrica (SOUZA, 2009).Tendo em vista essas mudanças ocorridas na regulamentação e as crisesfinanceiras que atingiram o país, esse passou por um momento de recessão nosetor elétrico. A crise de 2001 , onde houve um déficit de energia, sendo necessáriasintervenções de emergência, foi um choque importante para o governo, para aeconomia nacional e para a sociedade (NEVES, 2009).Com esses problemas e visando o aumento na demanda energéticanacional, entre 2003 e 2004 o governo federal lançou as bases de um novo modelopara o Setor Elétrico Brasileiro, sustentado pelas Leis nº 10.847 e 10.848, de 15 demarço de 2004, e pelo Decreto nº 5.163, de 30 de julho de 2004 (BARREIROJUNIOR, 2008). O novo modelo definiu a criação de uma entidade responsável peloplanejamento do setor elétrico a longo prazo, a Empresa de Pesquisa Energética(EPE); uma instituição com a função de avaliar permanentemente a segurança dosuprimento de energia elétrica, o Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico(CMSE); e uma instituição para dar continuidade às atividades do MercadoAtacadista de Energia (MAE), relativas à comercialização de energia elétrica noSistema Interligado, a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE)(BARREIRO JUNIOR, 2008). Além da criação dessas instituições esse novo modelobusca garantir a segurança do suprimento de energia elétrica; promover amodicidade tarifária; promover a inserção social no Setor Elétrico Brasileiro, emparticular pelos programas de universalização de atendimento.A comercialização da energia no Brasil é feito por meio de leilões de comprae venda que devem ser realizados pela CCEE, assim como esta instituição devedefinir o preço mínimo de mercado para a energia elétrica para o efeito de leilão.É interessante notar que na maioria dos mercados e, particularmente nosetor de energia elétrica, a competição é limitada e o desenho do leilão, embora nãopossa superar completamente isso, deve buscar reduzir as possibilidades de

53manipulação artificial do preço que resultem em uma transferência de renda porpoder de mercado (CORREIA et al., 2006).Os leilões de energia têm periodicidade anual e segundo Rego (2012) sãoapresentados em duas modalidades de contratação, em função do estágio dedesenvolvimento dos projetos: leilões de energia elétrica proveniente deempreendimentos de geração existente — leilões de energia velha - e leilões deenergia elétrica provenientes de novos empreendimentos – leilões de energia nova.O objetivo de tais leilões é propiciar a possibilidade, por parte dasdistribuidoras, de contratação antecipada de energia para o atendimento pleno desua demanda estimada três a cinco anos à frente (MARTINS, 2008). Os leilões sãopromovidos sempre no intuito de assegurar o suprimento de energia em um anodeterminado (denominado ano “A”). Assim, para a compra de energia nova, osleilões serão realizados nos anos A menos 5 anos (A-5) e A menos 3 anos (A-3) oobjetivo desses leilões é complementar a energia existente para suprir a demandofutura, enquanto que para a compra energia velha A menos 1 ano (A-1) cujo objetivoé suprir a demanda atual (REGO, 2012).Apesar de o leilão criar condições para benefício do bem público, váriasalterações ocorrem com relação aos dados de leilão, encarecendo o processo emdetrimento das condições especificadas e essas mudanças nas condições alteram aatratividade do empreendimento aumentando riscos do processo (MARQUESFILHO, 2012).Com essa maior organização e regulamentação foram observadas umcrescimento tanto na geração de energia quanto das linhas de transmissões.Segundo a EPE, entre 1996 e 2002 havia um crescimento médio de 1.562 km a.a, jáentre os anos de 2003 e 2009 esse crescimento médio foi de 3.646 km a.a(TOLMASQUIM, 2008).Juntamente com os dados já apresentados podemos observar nos(QUADROS 5 e 6) o predomínio da matriz hidráulica na produção de energiaelétrica, assim como a importância do SIN para o Brasil. Observa-se grande parteda oferta de eletricidade está interligada, evitando que se configurem possíveisapagões por problemas sejam natureza hídrica de outra natureza em regiõesisoladas do país.

54QUADRO 5 – OFERTA INTERNA DE ENERGIA ELÉTRICAFONTE: MME (2012)QUADRO 6 – CONFIGURAÇÃO DA OFERTA DE ELETRICIDADE POR FONTEFONTE: MME (2012)Na (FIGURA 12) é apresentado o histórico da matriz elétrica do Brasil, ondepode-se observar o crescimento da energia de fontes renováveis (hidráulica eeólica).

55FIGURA 12 – HITÓRICO DA MATRIZ ELÉTRICAFONTE: LUNA E VETTORAZZO (2013)O sistema elétrico brasileiro é fortemente dependente da disponibilidadehídrica de médios e longos prazos, para a produção de energia firme. O grandedesenvolvimento da hidroeletricidade no Brasil se deu entre 1975, quando acapacidade instalada era de 18.500 Megawatts, e 1985, quando passou para 54.000Megawatts, a partir de então, a construção de barragens tornou-se mais difícildevido à crise econômica e ao endividamento, assim como ao crescimento dascríticas às barragens em face dos impactos sociais e ambientais causados (DASILVA, 2002). O país ainda possui grande possibilidade de ampliação do sistemauma vez que segunda a ANEEL (2002) o potencial hidrelétrico brasileiro é estimadoem cerca de 260 GW, sendo que apenas 63% desse potencial foi inventariado,conforme já mencionado.Visto esta grande dependência da hidroeletricidade para fornecimento deenergia elétrica no país e sabendo que a geração está intrinsicamente ligada aoregime de chuvas foi necessário criar o Sistema Interligado Nacional – SIN. Segundoda Silva (2012) é um sistema de transmissão que permite otimizar e racionalizar ageração e o uso da energia elétrica no Brasil, uma vez que conecta regiões comregimes hidrológicos distintos, possibilitando a utilização da energia gerada em umaregião com excedente hídrico em outra que está passando por uma situação deescassez.

56A interligação cada vez mais efetiva do sistema de geração hidrelétrica reduzconsideravelmente os riscos de não atendimento da demanda, porém a maioria dashidrelétricas está localizada na Bacia Hidrográfica do Paraná, e com isso mais de55% da capacidade instalada está sujeita às mesmas variabilidades climáticas, comisso a integração com outras fontes de energia e empreendimentos em diversasescalas reduz essa forte dependência dos rios juntamente com a variabilidade doclima (FREITAS e SOITO, 2008). Teoricamente a geração termelétrica complementaa geração de energia hidrelétrica, reforçando a segurança do sistema, evitandodéficit de energia durante as secas ou para atender os picos de demanda. Noentanto, embora seja desejável ter esse tipo de complementaridade na matrizelétrica, esta deve ser implementada dentro do planejamento setorial e não emvirtude da dificuldade de se fazer projetos hidrelétricos (NEVES, 2009).Segundo Freitas e Soito (2008) proliferam as pequenas usinas colocadas emcórregos e quedas d’água, o aproveitamento de resíduos da biomassa, as fazendasde geração eólica nas regiões costeiras e as turbinas derivadas da aviação,abastecidas por gás natural, e que podem ser instaladas em prédios. O investimentoem PCH’s é muito interessante, pois possibilita que a rede de hidroeletricidade setorne mais diversificada e espalhada, evitando a concentração de muitosaproveitamentos na mesma região.Sabendo das dificuldades que o setor energético brasileiro enfrentou, hoje,são realizados dois planos para o planejamento do setor, elaborados em conjuntopela EPE e pelo MME, são o Plano Nacional de Energia (PNE) – 2030 e o PlanoDecenal de Expansão de Energia (PDE). O PNE possibilita uma estratégia deexpansão da oferta de energia econômica e sustentável com vistas a atendimentodo crescimento da demanda. Já PDE possibilita uma visão integrada da expansãoda demanda e da oferta de diversas alternativas energéticas. Ambos servem deinstrumento de planejamento para o setor energético nacional, contribuindo para odelineamento das estratégias de desenvolvimento do país a serem traçadas peloGoverno Federal.Segundo Tolmasquim (2008), visando o futuro do sistema elétrico brasileiroe sabendo do crescimento econômico e demográfico, é muito importante amanutenção da participação de energias renováveis na matriz, assim como umamaior diversificação desta matriz, aumentando a particiáção de cana-de-açucar egás natural (FIGURA 13).

57FIGURA 13 – PERSPECTIVA PARA MAIOR DIVERSIFICAÇÃO DA MATRIZ ENERGÉTICA EAUMENTO DA PARTICIÁÇÃO DA CANA-DE-AÇUCAR E DO GÁS NATURALFONTE: TOLMASQUIM (2008)Resumindo, a produção de energia elétrica brasileira atual e futura dependefortemente da energia hidráulica e do projeto de barragens. A discussão dosconceitos de barragens de concreto se mostra oportuna, tanto para odesenvolvimento de novos projetos, quanto para a manutenção dos existentes.3.3. TIPOS DE BARRAGEMHistoricamente, as barragens têm permitido que as pessoas coletassem earmazenassem água em períodos chuvosos para que pudessem usá-la nosperíodos de seca, sendo assim, elas têm sido essenciais para o estabelecimento e osustento de cidades e fazendas, e para o abastecimento de alimentos por meio dairrigação de plantações (ICOLD – CIGB, 2008).A criação de reservatórios artificiais gerou a concepção de vários tipos debarragens, que geram naturalmente desníveis consideráveis de água nosaproveitamentos hidráulicos (MARQUES FILHO, no prelo). As barragens sãodefinidas como barreiras ou estruturas que cortam córregos, rios ou canais para

58controlar o fluxo da água, podendo variar desde pequenos maciços de terra atéenormes estruturas de concreto (ICOLD – CIGB, 2008). Segundo Marques Filho(2005) é necessário que continuem os estudos dos materiais e novas técnicas deconstrução para empreendimentos hidráulicos, pois apesar da grande quantidade dereservatórios já existentes, o aumento populacional atrelado à busca da melhorariade qualidade de vida por todos os indivíduos, assim como o aumento da procura porenergia pressionam as reservas de água para consumo humano, agropecuário eindustrial.A escolha do tipo de barragem dependerá, principalmente, da existência dematerial qualificado para sua construção, dos aspectos geológicos e geotécnicos, eda conformação topográfica do local da obra. Além desses fatores outros tambémsão de extrema importância: a disponibilidade de solo ou rocha com qualidade equantidades adequadas; a natureza das fundações; as condições climáticas quepodem dificultar a construção de determinados tipos (MME, 2007).construção.As barragens são classificadas conforme o material usado em suaAs principais soluções de barramentos a serem utilizadas nos arranjoshidráulicos podem ser divididas em barragens com corpo executado emmateriais soltos ou em concreto, sendo que a solução final depende deavaliação técnico-econômico-ambiental considerando o empreendimentocomo um todo. A escolha de um tipo de barragem em um aproveitamentohidráulico depende, obviamente, de condicionantes de custo, prazo equalidade técnica, sendo que esta última depende da tecnologia existente,através da evolução da teoria da segurança, dos modelos estruturais e dosprocessos construtivos (SHARMA, 1981; CREAGER et al., 1965; GRISHIN,1981; VARLET, 1972; FUSCO, 1976 apud MARQUES FILHO, 2005).As principais alternativas de barragens são as de gravidade, as em arco e asde aterro. Cabe destacar que as barragens de aterro podem ser compostas por maisde um material e que geralmente recebem uma camada ou núcleo para evitar apercolação de água. As (FIGURAS 14, 15 e 16) mostram esses três principais tiposde barragens encontradas em todo mundo.

59FIGURA 14 – CORTE TRANSVERSAL DE UMA BARRAGEM EM ATERROFONTE: ICOLD-CIGB (2008)FIGURA 15 – CORTE TRANSVERSAL DE UMA BARRAGEM DE GRAVIDADEFONTE: ICOLD-CIGB (2008)

60FIGURA 16 – CORTE TRANSVERSAL DE UMA BARRAGEM EM ARCOFONTE: ICOLD-CIGB (2008)Outros tipos de barragens que são utilizados: alvenaria; enrocamento comface de concreto; enrocamento com face de asfalto; enrocamento com núcleo deasfalto; arcos múltiplos; arcos de dupla curvatura; gravidade aliviada; contrafortes.Para um empreendimento hidráulico, além da escolha do tipo de barragemque é importantíssima, é necessário que o local onde a obra será implantada sejamuito estudado, pois ele desempenha papel fundamental na capacidade doempreendimento, nos impactos gerados e também na definição do tipo de barragem(MME, 2007). Cada local escolhido para uma barragem é único, com condiçõestopográficas, geológicas e hidrológicas particulares, sendo assim nenhum local éigual a qualquer outro, a concepção de um determinado arranjo é uma arte,normalmente resultado de um processo iterativo, onde varias opções sãoconcebidas, dimensionadas e orçadas para chegar a melhor solução (MME, 2007).Por definição, o melhor arranjo para um determinado aproveitamento hidrelétrico é

61aquele que consegue posicionar todos os elementos do empreendimento demaneira a combinar a segurança requerida pelo projeto e as facilidades de operaçãoe manutenção com o custo global mais baixo (MME, 2007).Como as barragens são parte crítica e essencial de nossa infraestrutura,elas devem cumprir certos requisitos técnicos e administrativos para garantir suaoperação segura, eficaz e econômica. Segundo o ICOLD – CIGB (2008), algunsdesses requisitos são: as barragens, suas fundações e seus encontros devem serestáveis sob todas as condições de carga (níveis dos reservatórios e terremotos); asbarragens e suas fundações devem ser suficientemente vedadas e terprocedimentos adequados de controle de percolação e vazamentos para garantir aoperação segura e para manter a capacidade de armazenamento; as barragensdevem ter borda livre suficiente para evitar transbordamento de ondas e, no caso debarragens de terra devem incluir uma margem para recalque da fundação e domaciço; as barragens devem ter capacidade suficiente de vertimento da vazão paraevitar transbordamento dos reservatórios em casos de enchentes manual deoperação e manutenção; é necessária uma instrumentação adequada paramonitoramento de desempenho; é preciso que haja um plano de monitoramento eobservação das barragens e demais estruturas; é necessário um plano de açãoemergencial; importante o apoio ao meio ambiente natural; cronograma deinspeções periódicas; revisões abrangentes, avaliações e modificações, conformeseja apropriado.3.4. ANÁLISE DE RISCO E SEGURANÇA DE BARRAGENSComo já extensamente discutido neste trabalho, nesta primeira década doséculo XXI, questões como o aproveitamento dos recursos hídricos e a geração deenergia afiguram-se como temas centrais do desenvolvimento das nações,evidenciando a importância das obras de engenharia civil a elas associadas, comdestaque para as barragens. Assiste-se também a uma maior sensibilização daspopulações para o risco que as barragens representam e para o impacto ambientalassociado, sendo assim um tema da sociedade em geral, para além de meramentetécnico ou econômico. As barragens são estruturas que apresentam um riscopotencial elevado, motivo pelo qual os regulamentos de segurança prescrevem

62atividades de acompanhamento e observação, por instrumentação, inspeção visualou ensaios específicos (BRETAS et al., 2010)Segundo Kochen (2009), as rupturas de barragens de concreto quase sempreestão relacionadas com problemas na fundação, Um exemplo de gestão inadequadade ricos geológicos/geotécnicos é o rompimento da barragem de Camará, ondesegundo Kanji (2004) houve uma falha na ombreira esquerda, devido a elevadasubpressão e baixo ângulo de atrito disponíveis, e também evidencia que a rupturase deu pela fundação e não pelo corpo da barragem. Esse acidente vitimou 5pessoas.Hoje algumas tendências do setor de barragem as quais muitas vezes sãoprejudiciais para a boa execução e operação do empreendimento podem seranalisadas. A tendência de contratos globais, condições de contrato unilaterais,cronogramas apertados, orçamentos financeiros baixos, e uma competição leoninainstalada no país aumentam significativamente o potencial de risco, assim comogera necessidade de procedimentos pró-ativos de gerenciamento de riscos(MARQUES FILHO, 2012). Segundo Medeiros (2009) após a celebração do contratoé possível o uso de procedimentos técnicos e administrativos inadequados, já que acontratação e a subcontratação são realizadas somente pelo critério de menorpreço.Tendo em vista os desastres e as tendências apresentadas acima ficaevidente a necessidade de que haja um controle de riscos muito apurado paraempreendimentos hidráulicos. A segurança de uma barragem é sua capacidade desatisfazer as exigências do comportamento relativas a aspectos estruturais,hidráulicos, operacionais e ambientais, de modo a evitar a ocorrência de acidentesou incidentes ou minorar suas consequências ao longo da vida útil (RSB, 2007 apudPINTO, 2008).A análise de risco é importante tanto para novos empreendimentos comopara as obras já existentes, pois ajudam a garantir o seu funcionamento adequadoconforme preconizados pela Lei de Segurança de Barragem. Segundo Pinto (2008),a análise de riscos é um conjunto entre a identificação de acontecimentosindesejáveis, análise das causas desses acontecimentos e a determinação dasrespostas das estruturas e suas respectivas consequências. O risco de barragenspode ser medido pelo Método LCI (Localização, Causa e Indicadores de falha),primeiro é feito a avaliação das potenciais consequências e suas análises e depois a

63identificação e avaliação dos modos de ruptura (PIMENTA, 2008 apud PINTO,2008). Esse risco precisa ser mensurado de alguma maneira, segundo PINTO(2008) calcula-se o índice de impacto global que é uma combinação ponderada dopotencial de perdas de vidas humanas e perdas econômicas, cuja utilidade é acomparação com outros possíveis acidentes. Kochen (2009) salienta a necessidadede que para uma analise de riscos de uma barragem sempre estejam presentes aclassificação da barragem, que seja feita uma inspeção no local, que seja feita umaanálise critica de todas as etapas do projeto até de sua manutenção.Devido à grande necessidade da análise de riscos e em conjunto o fato deque a maioria das barragens de concreto rompe por problemas na fundação, ouseja, problemas geológicos/geotécnicos cabe fazer um parênteses para os principaisriscos relacionados à esse tópico. Medeiros (2009) evidencia os principaisproblemas geotécnicos como erros de estimativas, divergências entre plantas e atopografia real, erros de estimativas de volumes e também na escolha das jazidas,dificuldade de obtenção de agregados e ocorrência de solos moles assim comoplanos de fraquezas e/ou instabilidade na fundação das ombreiras. Sendo assim oacompanhamento dos serviços assim como a elaboração de um bom programa deinvestigações são fundamentais para que a barragem desenvolva seu propósito semapresentar problemas.Sabendo da necessidade de abastecimento de energia para toda apopulação brasileira assim como todos os riscos envolvendo os empreendimentoshidráulicos, juntamente com a detalhada análise de riscos sempre foi necessária acriação de uma lei de segurança para que fossem garantidas a manutenção epossível necessidade de contingencia de crise ou acidente.Por diversas vezes o CBDB (Comitê Brasileiro de Barragens), o IBRACON(Instituto Brasileiro do Concreto) e a ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dosSolos e Engenharia Geotécnica) fizeram recomendações de interesse público sobrea gestão de seguranças de barragens no Brasil (MARQUES FILHO, 2012). Essedocumento emitido por essas duas entidades previam que o Governo estabeleça umPrograma Nacional de Segurança de Barragens no qual os agentes técnicos efinanceiros estejam envolvidos assim como os órgãos responsáveis pela outorga,concessão, controle e fiscalização aprimorem seus procedimentos. Além dessassugestões também requeria que a Defesa Civil intensificasse a prevenção deincidentes e acidentes de barragens e uma outra proposta muito importante é a de

64que as Universidades e escolas técnicas adequem seus programas à cultura desegurança de barragens (MEDEIROS, 2009)Assim sendo foi criada em 2010 a Lei 12.334/10 que estabelece a PolíticaNacional de Segurança de Barragens (PNSB) e cria o Sistema Nacional deInformações sobre Segurança de Barragens (SNISB). Segundo se Artigo quinto afiscalização da segurança de barragens caberá, sem prejuízo das açõesfiscalizatórias dos órgãos ambientais integrantes do Sistema Nacional do MeioAmbiente (Sisnama) (NUNES, 2011).A ANA (Agência Nacional de águas) passou a fiscalizar a segurança debarragens daquelas outorgáveis por ela sendo assim os regulamentos emitidos pelaANA só tem eficácia nas barragens cuja fiscalização cabe ao órgão (NUNES, 2011).Assim sendo, foi criado um Plano de Segurança de Barragens formado por cincovolumes: Informações gerais; Planos e Procedimentos; Registros e Controle; Planode ações de emergência; Revisões periódicas de Segurança de Barragens que sãoações para garantir a manutenção. Vale salientar que as inspeções de segurançaregular e especial terão a sua periodicidade, a qualificação da equipe responsável, oconteúdo mínimo e o nível de detalhamento definidos pelo órgão fiscalizador emfunção da categoria de risco e do dano potencial associado à barragem.

654. BARRAGENS DE CONCRETO À GRAVIDADEA utilização do concreto como material de construção de barragens deaproveitamentos hidráulicos ocorre a mais de 120 anos, permitindo a obtenção deum banco de dados confiável sobre o comportamento deste tipo de obra(MARQUES FILHO, 2005).Mais precisamente, em barragens sua utilização começou a se desenvolverna segunda metade do século XX, porém os projetos eram realizados utilizandométodos empíricos baseados em estruturas semelhantes de alvenaria e semcuidados com o controle dos materiais utilizados. No Brasil a construção debarragens de concreto se desenvolveu a partir dos anos 60, e depois dos anos 80perdeu força para outras alternativas (MARQUES FILHO, 2005)Devido à utilização do concreto em empreendimentos hidráulicos nos últimos120 anos, os modelos de comportamento são bem conhecidos, balizados pelainstrumentação e monitoramento de obras existentes (MARQUES FILHO e ISAIA,2011).O projeto civil das barragens de concreto é multidisciplinar, envolvendodiversas áreas: a hidrologia, a hidráulica, a mecânica das rochas e a engenharia deestruturas (GUTSTEIN, 2011).As barragens de concreto adotam cinco tipos de soluções básicas:barragens de concreto a gravidade, a gravidade aliviada, arco-gravidade, em arco eem contrafortes. Nas barragens de concreto a gravidade, grosseiramente, as açõesgeradas pelo reservatório têm como fator estabilizante o peso próprio da estrutura,utilizando como critério de resistência as envoltórias de Mohr-Coulomb em modeloscujo comportamento predominante pode ser caracterizado grosseiramente pelaseção transversal em balanço (MARQUES FILHO, no prelo). As barragens sãoestruturas assimétricas e tridimensionais, construídas a partir de materiaiscomplexos com propriedades físicas não uniformes e anisotrópicas. Isto reflete nainteracção da barragem com a sua base e na resposta aos esforços estruturais(NOVAK et al., 2004).Em todas estas soluções estão associados volumes expressivos deconcreto, gerando preocupações quanto a fissuração gerada pelosfenômenos termogênicos da hidratação do cimento, cujos malefícios sãopotencializados na presença da água do reservatório. Na evolução doconcreto para utilização em estruturas de grande porte surgiu o conceito deconcreto massa, que exige medidas para controlar a geração de calor e a

66variação de volume decorrente, a fim de minimizar a sua fissuração (CBGBet al., 1989;PACELLI DE ANDRADE et al., 1997, apud MARQUES FILHO,2005, pg. 3).Estruturas onde há altas gerações de calor estão susceptíveis a criarem umpanorama de tensões devido oscilações volumétricas, com isso fissurações podemocorrer levando em risco a segurança da barragem assim como sua durabilidade(KEPERMAN E ISAIA, 2005).As barragens à gravidade têm sua estabilidade garantida principalmente pelosesforços de gravidade, ou seja, seu peso próprio (DE BARROS et al., 2011). Sendoassim o perfil de uma barragem à gravidade é essencialmente triangular, paraassegurar a estabilidade e a fim de evitar a sobrecarga da barragem ou a suafundação. Algumas barragens de gravidade são suavemente curvas no plano porrazões estéticas ou por necissidades hidráulicas ou econômicas, e sem colocarqualquer desconfiança em sua estabilidade (NOVAK et al., 2004). Com isso,sabendo de sua complexibilidade e multidisciplinaridade, o perfil transversal deverásatisfazer a duas principais condições: as tensões atuantes devem estar dentro delimites pré-estabelecidos e proporcionar estabilidade para o corpo da barragem,suportando o deslizamento na fundação, paralelamente à essas observações devesebuscar uma seção ótima para garantir a estabilidade e um menor gasto deconcreto possível (GUTSTEIN, 2011).A (FIGURA 17) apresenta uma seção transversal típica de uma barragem àgravidade e (FIGURA 18) uma seção longitudinal.Galerias de drenagemConcreto PermeávelFalhas e fraturasEmpuxoFIGURA 17 – SEÇÃO TRANSVERSAL DE UMA BARRAGEM DE CONCRETO A GRAVIDADEFONTE: MARQUES FILHO (2012)

67Juntas decontraçãoGalerias deDrenagemFIGURA 18 – VISTA DE JUSANTE DE UMA BARRAGEM DE CONCRETO A GRAVIDADEFONTE: MARQUES FILHO (2012)Algumas características das obras civis de barragens são bem importantesde serem apresentadas. Há interação permanente entre projeto e métodosconstrutivos, devendo ser utilizado com muito cuidado os equipamentos e materiais,assim como o clima também interfere bastante na construção e planejamento. Aestrutura de uma barragem é maciça, sendo assim o peso próprio e a termogênesedo concreto são bastante importantes no projeto. Pelos grandes volumes existentes,há uma dificuldade de execução, bem como devem ser tomados cuidados com asreações deletérias. O controle de qualidade precisa ser muito rigoroso, pois, além deprazos apertados correlacionados com custo altíssimos, deve-se focar na segurançado processo. Tal controle também é fundamental, pois em barragens de concreto osmodelos são complexos, as normas para edificações com difícil aplicação, asanálises de segurança são bastante sofisticadas assim como a geologia do localinterfere com as formas (MARQUES FILHO, 2012).Assim, uma extensa campanha de sondagens e investigações geotécnicas éfundamental na fase de projeto. Devem ser executados furos, trincheiras, galerias einvestigações geofísicas, de modo a caracterizar o mais amplamente possível osubsolo e as ombreiras. As estruturas devem ser sempre assentadas em rochascom adequadas características mecânicas para suportar a carga vertical e conferirestabilidade contra esforços de cisalhamento e deslizamento (DE BARROS et al.,2011).

68Segundo de Barros et al. (2011) as barragens de gravidade sãoclassificadas, em termos estatísticos, levando em conta suas alturas estruturais.Define-se altura estrutural como a diferença, em elevação, entre a crista dabarragem (a elevação da pista de rolamento ou do passeio, caso não exista pista) eo ponto mais baixo da fundação, excluindo-se eventuais zonas de falhas. Dessemodo, considera-se o seguinte critério (U.S. Bureau of Reclamation): Barragens baixas — até 30 m de altura; Barragens médias — de 30 a 90 m de altura; Barragens aftas — acima de 90 m de altura.A escolha da solução de barramento não é nenhum pouco simples,implicando a interatividade de diversas áreas e análise muito criteriosa. SegundoMarques Filho (2012), a escolha envolve a mitigação dos riscos, capacidadeexecutiva minimização da interferência ambiental, avaliação econômico-financeiraholística, levando em conta o arranjo físico geral e o cronograma de obras compossíveis antecipações de receita. Todos esses aspectos precisam ser satisfeitossimultaneamente, por isso diversos arranjos são estudos para se chegar à soluçãoideal.A integridade estrutural de uma barragem deve ser mantida em toda a gamade circunstâncias ou acontecimentos que podem surgir em serviço (NOVAK et al.,2004). O arranjo é, portanto, determinado através da análise conjunta de todas ascondições de carregamento, e portanto, a estabilidade da barragem e fundação deveser assegurada em todas as circunstâncias (NOVAK et al., 2004).4.1. VERIFICAÇÃO DA SEGURANÇAAté meados do séc. XIX, o projeto de barragens seguia modelos empíricosem que as secções transversais adotadas apresentavam grande volume, pois erama seguiam a risca o principio da contenção do reservatório pela massa da barragem(BRETAS et al., 2010).

69Durante a segunda metade do séc. XIX surgiram os primeiros trabalhoscientíficos nesta área. Os trabalhos produzidos por Sazilly, Delocre e Rankinedevem ser referidos como os mais influentes, pois foram decisivos nodesenvolvimento tecnológico, pois com base num melhor conhecimento daresistência dos materiais, das solicitações e dos mecanismos de ruptura, permitiamobter obras igualmente seguras, mas com considerável redução do volume dematerial (BRETAS et al., 2010).Com essa evolução, muitos estudos foram feitos, e juntamente com aevolução da tecnologia novas técnicas foram empregadas, sempre tentando mantera segurança da barragem, ou seja, garantindo sua estabilidade e durabilidade. Osestudos foram voltados tanto para a área dos materiais utilizados como tambémpara os métodos construtivos e técnicas para aliviar tensões na base.4.1.1. Tipos de concreto utilizados4.1.1.1. Concreto MassaO primeiro registro de controle tecnológico de concreto foi nos EstadosUnidos da América ocorreu em 1888, na Barragem de Crystal Springs, na Califórnia.A tecnologia inicialmente incipiente, foi desenvolvida com a evolução contínua dosmateriais utilizados e o aperfeiçoamento da técnica de construção; e, também, foramsendo estudados os fenômenos de permeabilidade do concreto e da fissuraçãotérmica (MARQUES FILHO e ISAIA, 2011).O concreto massa é definido como aquele que ao ser aplicado à umaestrutura requer cuidados com seu comportamento térmico, para evitar que fissurassurjam devido à esse comportamento (KUPERMAN E ISAIA, 2005). As primeirasutilizações de concreto massa no Brasil datam do inicio do século XX, quando váriasbarragens de concreto à gravidade foram construídas (KUPERMAN E ISAIA, 2005).A evolução da tecnologia de concreto aplicada aos aproveitamentos hidráulicos tevegrande impulso a partir do final da década de 50, coincidindo com o esforço deindustrialização do país. Um marco importante do desenvolvimento técnico do

70concreto massa foi a construção da Usina Hidrelétrica Ilha Solteira (MARQUESFILHO e ISAIA, 2011).A evolução da tecnologia de concreto aplicada às barragens de concreto eestruturas complementares levou a diminuição contínua dos consumos de cimento,com o desenvolvimento de critérios de dosagem e de controle de qualidade efetivos.(MARQUES FILHO, 2005).A (FIGURA 19) apresenta uma vista geral da barragem de Itaipú, construídaparte em concreto massa.FIGURA 19 – USINA DE ITAIPUFONTE: ITAIPU (2013)Projetistas e construtores de grandes barragens foram os primeiros areconhecer a importância da elevação da temperatura no concreto devido ao calorde hidratação, gerando fissuras devido à retração proveniente de seu resfriamento.(MEHTA e MONTEIRO, 2008) O aumento da temperatura é uma consequênciadireta da evolução do calor de hidratação do cimento, e essa retração é causadapelo fato do concreto ter a tendência de equiparar a sua temperatura com atemperatura ambiente, resultando em um gradiente térmico (FUNAHASHI eKUPERMAN, 2010). Essas fissuras causadas pelas tensões de tração oriundas daqueda de temperatura prejudicam tanto a capacidade estrutural quanto a

71durabilidade da estrutura, além da possibilidade de ocorrer infiltrações por essasfissuras prejudicando o desempenho da estrutura (FUNAHASHI e KUPERMAN,2010).O controle das variações volumétricas é feito através do controle datemperatura de lançamento, cura com pós-refrigeração, dosagens adequadas,limitação da altura das camadas e de seus intervalos de lançamento, e pelodimensionamento de juntas de contração, que são complementadas por dispositivosde vedação e quando necessário chavetas ou almofadas (MARQUES FILHO, 2005).Os parâmetros básicos que influenciam no projeto e na análise deestruturas de concreto massa em geral são: tipo de cimento (calor dehidratação do cimento); consumo de cimento por m³ de concreto (elevaçãoadiabática da temperatura do concreto); litologia do agregado (difusividadetérmica); temperatura ambiente; temperatura de lançamento do concretofresco; geometria da estrutura de concreto; altura das camadas deconcretagem; intervalo de lançamento das camadas de concretagem etransmissão superficial de temperatura (tipo de cura e fôrmas)(FUNAHASHI; KUPERMAN, 2010, pg 2).Sabendo que a escolha do tipo de cimento para obras de grande porte serádeterminada, obviamente, pela disponibilidade cotejada contra os custos detransporte, pois este tipo de empreendimento geralmente está localizado em regiõesafastadas dos grandes centros urbanos, cabe a tentativa da busca pelo cimentodisponível com menor calor de hidratação de preferência cimentos com adição demateriais pozolânicos, pois esse, além de reduzir o calor de hidratação desse tipo dematerial, melhora a trabalhabilidade e ajuda a inibir reações deletérias (MARQUESFILHO e ISAIA, 2011).Sabendo da necessidade de um concreto que respeite todas ascaracterísticas já pré-estabelecidas, é muito importante que se tome muito cuidadocom as escolhas dos constituintes desse concreto e sua dosagem. Segundo Mehtae Monteiro (2008) através de diversos métodos é possível atingir consumos baixosde cimento, até 100 kg/m³, com isso é essencial a utilização de aditivos e adições.Geralmente, para reduzir a quantidade de água necessária, são utilizados de 4 a 8%de ar incorporado à mistura de concreto, assim como aditivos redutores de águaestão sendo cada vez mais utilizados, paralelamente são utilizadas pozolanas parasubstituir parcialmente o cimento e assim reduzir o calor de hidratação (MEHTA eMONTEIRO, 2008). Assim como há essa preocupação com a quantidade de cimentoe as adições e aditivos utilizados, também é necessário um cuidado com os

72agregados utilizados, sendo assim busca-se a utilização da maior quantidadepossível de agregados graúdos (MEHTA e MONTEIRO, 2008).O processo construtivo de barragens de concreto é complexo, tendocronogramas de execução em geral superiores a um ano (MARQUES FILHO, noprelo). Cada lançamento efetuado inicia durante o processo de endurecimento odesencadeamento da geração de calor pela reação de hidratação, recebendorestrições das camadas anteriores, cada uma com sua característica de resistência,módulo de elasticidade, coeficientes de fluência que variam com o tempo; e também,gerando continuamente calor (MARQUES FILHO, 2005).Os estudos térmicos consistem em análises de temperaturas oriundas daliberação de calor gerada pela hidratação dos compostos do cimento e das tensõesgeradas pela retração térmica do concreto, basicamente dividem-se em duasetapas: cálculo das evoluções de temperaturas do concreto e análise das tensõese/ou deformações térmicas resultantes na estrutura quando de seu resfriamento(FUNAHASHI e KUPERMAN, 2010).Na prática, os principais desafios do projeto de estruturas de concreto massasão a maximização da espessura das camadas de concreto e a minimização dotempo de lançamento entre elas, sem resultar na ocorrência de um quadrofissuratório (FUNAHASHI e KUPERMAN, 2010).A (FIGURA 20) apresenta o campo de temperaturas simulado via Métododos Elementos Finitos em seção de barragem de concreto à gravidade.FIGURA 20 – MODELO DE DIMENSIONAMENTO EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA E ANÁLISEGRÁFICA DAS VARIAÇÕES VOLUMÉTRICASFONTE: MARQUES FILHO (2012)

73Além da utilização de menos cimento, aditivos e adições especiais paratentar controlar o calor de hidratação existem técnicas tanto de pré-resfriamentocomo de pós-resfriamento, para tentar conter esse calor gerado. Essas técnicascomeçaram e serem utilizadas nas décadas de 1930 e 1940.A principal técnica de pós-resfriamento é a circulação de água fria através detubos de aço com paredes finas embutidos previamente no concreto, tipicamente ostubos tem 25 mm de diâmetro e 1,5 mm de espessura, o espaçamento entre ostubos e as espessuras das camadas variam para limitar a temperatura máxima à umnível projetado (MEHTA e MONTEIRO, 2008).Como medidas para o pré-resfriamento são utilizadas as seguintes técnicas:utilização de gelo como parte da água de amassamento, para limitar a temperaturado concreto fresco; o resfriamento dos agregados seja com água fria ou comnitrogênio, para da mesma forma limitar a temperatura do concreto fresco. Ocontrole da temperatura de lançamento é muito importante para evitar a fissuraçãodo concreto massa (MEHTA e MONTEIRO, 2008).Sendo assim podemos observar que são necessários vários cuidados nautilização de concreto massa, para que o mesmo apresente a trabalhabilidadeadequada e a resistência requerida tentando abrandar a geração de calor dehidratação para evitar fissurações futuras.4.1.1.2. Concreto Compactado com rolo (CCR)O conceito de concreto compactado com rolo causou uma grande mudançana prática de construção de barragens de concreto massa. O processo tradicionalutilizado junto ao concreto massa é lento, e a aplicação de equipamentos deterraplanagem fez com que a construção de barragens se tornasse mais rápida(MEHTA e MONTEIRO, 2008).O CCR é uma técnica construtiva, com peculiaridade de uso intensivo deequipamentos tipicamente empregados em obras de terra/enrocamento, procurandoobter um máximo desempenho no quesito velocidade de lançamento, aliado acustos baixos e teores de cimento relativamente pequenos para diminuição dosefeitos das variações volumétricas de origem termogênica do concreto (MARQUESFILHO e ISAIA, 2011).

74A execução do concreto compactado com rolo aplica os processosexecutivos usualmente utilizados em obras de terra, durante as fases de colocação(com espalhamento) e compactação. O transporte geralmente é executado porcaminhões basculantes ou correias transportadoras. O espalhamento é utilizandotratores de esteiras cujas lâminas colocam o concreto na posição final e acertam aespessura para compactação. E para compactação são utilizados roloscompactadores vibratórios (MARQUES FILHO, 2005).As barragens de CCR têm características gerais de projeto e comportamentoestrutural muito similar aos modelos usualmente adotados para concretoconvencional, que são largamente conhecidos e estudados, tendo como base váriosprotótipos em funcionamento (MARQUES FILHO, 2005).A (FIGURA 21) apresenta a UHE Ney Braga, antiga UHE Santo Caxias, cujabarragem utiliza CCR.FIGURA 21 – UHE SALTO CAXIASFONTE: UHE MAUA (2005)A aplicação do CCR iniciou-se em pavimentos e em concretos deregularização, com uso contínuo desde a década de 20, principalmente como basede pavimentos e pistas aeroportuárias, sendo que a primeira obra de grande portede CCR foi construída nos Estados Unidos da América, a barragem de Willow Creek,em 1982, com 52 m de altura e um volume colocado de CCR de 317.000 m 3(MARQUES FILHO e ISAIA, 2011).

75O controle de qualidade do CCR envolve basicamente duas operações:inspeção e ensaios (KUPERMAN e ISAIA, 2005). Além da preocupação com asvariáveis para que tenhamos um produto final de qualidade, o processo tambémdepende de mão-de-obra qualificada (KUPERMAN e ISAIA, 2005).Enquanto as barragens utilizando concreto massa utilizam em geralcamadas cuja espessura variam entre 2,0 m e 2,5 m, o método construtivo utilizandoo CCR impõe valores entre 0,25 e 0,50 m, aumentando consideravelmente aquantidade de juntas horizontais ao longo de toda a barragem, com isso énecessário um maior cuidado com a possibilidade de percolação de água, assimcomo a garantia de ligação entre as camadas. Tal fato aliado à necessidade daconsistência seca trouxe muita dúvida no começo da utilização de CCR (MARQUESFILHO, 2005).As figuras 22 e 23 apresentam a construção das barragens da UHE Mauá eUHE Salto Caxias, nelas podem-se observar o pátio de construção assim osequipamentos e processo de execução do CCR.FIGURA 22 – BARRAGEM da UHE MAUÁ NA FASE FINAL CONSTRUÇÃOFONTE: UHE MAUA (2013)Segundo Mehta e Monteiro (2008), o CCR não requer cimentos especiais,porém recomenda-se a utilização daqueles com baixo calor de hidratação. Há umaampla utilização de adições minerais que visam diminuir a temperatura assim comomelhorar a trabalhabilidade, geralmente são usados cinzas volantes, escórias epozolanas naturais, além dessas também são utilizados aditivos incorporadores de

76ar e redutores de água. Geralmente a dimensão máxima do agregado graúdo élimitada em 38mm sendo que aqueles com dimensões superiores à 76mmraramente são utilizados, pois podem causar problemas na compactação eespalhamento, a distribuição granulométrica é extremamente importante para oCCR, sendo a utilização de material mais fino que 75µm produz uma mistura maiscoesa (MEHTA e MONTEIRO, 2008).FIGURA 23 – PRAÇA TIPA DA BARRAGEM DE SALTO CAXIASFONTE: MARQUES FILHO (2012)É muito importante o conhecimento das propriedades do CCR antes do iniciodas obras, para que sejam garantidos o grau de compactação necessário assimcomo a resistência esperada, sendo assim pela peculiaridade do processo osensaios tradicionais de concreto tiveram que ser adaptados ao CCR (KUPERMAN eISAIA, 2005).Segundo Marques Filho e Isaia (2011) os estudos em cima do CCR devemser realizados nas seguintes categorias: Concreto fresco, para evitar a segregação, adaptar-se às condições climáticase possuir trabalhabilidade compatível com os equipamentos utilizados; Concreto endurecido, garantir a durabilidade da obra solicitada às condiçõesambientais durante a vida útil e apresentar propriedades reológicascompatíveis com os modelos utilizados em projeto;

77Custo e disponibilidade, pois as soluções e dosagens devem se adaptar aosmateriais disponíveis na região do aproveitamento, seu custo de produção etransporte; Controle da qualidade, a solução deverá contemplar sistema de controle egarantia da qualidade compatíveis com a responsabilidade da estrutura. Monitoramento, possibilidade de verificar o comportamento durante a vida útilpara que seja feita uma análise de segurança e assim a durabilidade durantea vida útil seja garantida.4.1.2. Exploração do SubsoloSegundo um levantamento efetuado em 1983, para as barragens deconcreto e alvenaria, 75% dos casos de deterioração que ocasionaram acidentesocorreram na fundação. Estes casos surgem principalmente devido à característicacíclica da subida e diminuição do nível do reservatório, que acabam por alterarprogressivamente o comportamento hidromecânico do maciço. Assim, sãonecessárias medidas para aumentar a capacidade resistente da fundação e dainterface barragem-fundação, assim como diminuir a subpressão na fundação(BRETAS et al., 2010).O material ideal da fundação de uma barragem seria aquele poucopermeável, de elevada resistência e baixa deformabilidade. Entretanto, nem sempreessas recomendações são possíveis (LEVIS, 2006).Devido à dificuldade em se encontrar um terreno perfeito para a instalaçãode uma barragem, é necessário que seja feito um estudo bastante aprofundado dosubsolo para que o dimensionamento da barragem seja feito de maneira maisprecisa. O fato de as barragens estarem dispostas sobre meios heterogêneos eanisotrópicos faz com que a identificação destes cenários só seja possível a partir daobservação contínua de cada obra específica (BRETAS et al., 2010).Segundo Das (2007) para projetos de fundação e obras de construção deveseconhecer a estratificação real do solo no local, sendo assim para as grandesestruturas deve ser realizada uma exploração do subsolo.

78Todos os cenários de ruptura que envolvam aspectos relacionados com afundação devem ser analisados com cautela, pois dependem de aspectosespecíficos de cada obra e necessitam ser contextualizados com os dadosdisponíveis do local ou a serem recolhidos com este objetivo. Caso não se adoteeste procedimento a análise pode basear-se em pressupostos incorretos (BRETASet al., 2010)Um programa de exploração do subsolo pode ser dividido em quatro fases:compilação das informações existentes relacionadas à estrutura, onde sãopesquisados o tipo da estrutura à ser construída assim como seu uso, e previsõesde cargas; Coleta de informações existentes para as condições de subsolo, comomapas geológicos, mapas de solos de condados, manuais de solo publicados pelosdepartamentos rodoviários estaduais e relatórios já existentes de estruturaspróximas; Reconhecimento do locas da construção proposto; Investigação detalhadado local, nesta fase são realizadas várias sondagens no local assim como diversosensaios de laboratório a partir das amostras (DAS, 2007)Para isso caracterizar a rocha da fundação é realizada a testemunhagem darocha, onde testemunhos são retirados através de uma perfuração rotativa (DAS,2007).No final da exploração e amostragem é realizado um relatório de exploraçãodo solo que é preparado para se usado no projeto e assim ajudar na escolha damelhor solução de barramento possível, sempre respeitando os critérios desegurança. As seguintes informações devem estar presentes em tal relatório:1. Escopo da investigação;2. Descrição geral da estrutura proposta;3. Condições geológicas do local;4. Detalhes da perfuração;5. Descrição das condições de subsolo, determinadas a partir das amostras;6. Detalhes da perfuração;7. Nível do lençol freático;8. Detalhes das recomendações para fundações;9. Problemas de construções previstos;10. Limitações da investigação.

794.1.3. Conceito de SubpressãoA descoberta de um local com as características ideais para aimplementação de qualquer obra geotécnica em geral e de uma barragem emparticular, é um dos passos mais importantes em todo o processo (GAMA, 2012).O entendimento da ação da subpressão, no final do século XIX revolucionouo futuro dos tratamentos de fundações de barragens. A execução de vedações comcortinas de injeção de cimento, associadas com drenagem, passou a ser, desdeentão, de suma importância para a segurança e viabilidade econômica das obras(LEVIS, 2006). A contribuição fundamental foi dada por Lévy, cuja análise da rupturada barragem de Bouzey pôs em evidência a importância da subpressão naestabilidade global destas estruturas (BRETAS et al., 2010)De acordo com LEVIS (2006) “A supressão pode ser entendida como oesforço exercido em uma estrutura ou em sua fundação, no sentido ascendente, emfunção da pressão decorrente da percolação de água através dos maciços deconcreto, rochoso ou de terra”.Segundo Serafim apud Marques Filho (2005) em meios porosos como arocha e o concreto, a efetividade de aplicação do esforço chega a mais de 90%, ouseja, para a determinação numa seção qualquer da força aplicada pela pressãoneutra deve ser considerada 90% de sua área de aplicação. A subpressão atua noalívio do peso da estrutura, de forma a reduzir sua resistência ao deslizamento elevar a estrutura a uma condição menos segura (OLIVEIRA, 2008).De acordo com apud Sherard et al. (1963) apud Oliveira (2008), asubpressão pode causar dois tipos de ameaça para a segurança da barragem, oprimeiro seria o fato de que a pressão de água ao longo da fundação tende a aliviaro peso de concreto e o segundo seria a influência que a subpressão tem em relaçãoas tensões na base, pois parte da tensão é atenuada por ela.Vários critérios de determinação da subpressão foram estudados, sendoestes, em sua maioria, métodos empíricos. Tentativas empíricas para desenho dediagramas de subpressão não estão erradas, mas podem ser penosas, dependendoda geologia, como em fundações com alta variabilidade; além de caras econservadoras, em determinados casos métodos probabilísticos para análise desteproblema são raros e pouco disponíveis. Portanto, há interesse em retro analisar

80dados existentes e aferir se métodos probabilísticos conseguem fornecer estimativasdentro de limites de confiabilidade conhecidos (LEVIS, 2006).Segundo Guimarães (1988) apud Levis (2006) a experiência tem mostradoque a forma do diagrama de subpressão que se estabelece sob o maciço dabarragem é função direta da geometria da obra e do esquema de tratamentoadotado.Para enfrentar os problemas de construção de obras com reservatóriossobre espessas camadas de terra e rochas permeáveis vem sendo desenvolvidosdiversos métodos que tem possibilitado que as edificações tenham uma maiorsegurança (JARDIM, 1989).A (FIGURA 24) mostra os principais cuidados tomados no projeto debarragem à gravidade com relação à subpressão, como face de permeabilidadecontrolada, cortina de injeções e cortinas de drenagem.Concreto –permeabilidadecontroladaGaleria dedrenagensCortina deDrenagemCortina deInjeçõesFIGURA 24 – SEÇÃO TÍPICA DE BARRAGEM DE CONCRETO A GRAVIDADEFONTE: MARQUES FILHO (2012)Sabendo que a permeabilidade é fundamental para os processos físico equímico de deterioração do concreto é muito importante um estudo dos fatores que

81controlam essa permeabilidade (MEHTA e MONTEIRO, 2008). Assim, segundoMarques Filho (2012), tanto a permeabilidade quanto a possibilidade de geração depressões neutras no maciço são fundamentais para a durabilidade da estrutura.Além dos cuidados com a permeabilidade e com a fissuração, são muitoimportantes as ações para a diminuição dos defeitos de concretagem em obrasmaciças, cujos casos mais comuns são caminhos preferenciais de percolaçãogerados por juntas de concretagem mal preparadas, e porosidades geradas poradensamento insuficiente (IBRACON 1989 apud MARQUES FILHO, 2005). MarquesFilho (2005) salienta os ensaios que preconizam a passagem de água sob pressãoem corpos-de-prova cilíndricos de concreto, medindo a água percolada e aplicandoa Lei de Darcy para corpos porosos.Darcy publicou uma equação (EQUAÇÃO 01) para a velocidade depercolação de água através de solos saturados, cuja possui uma relação linear entregradiente hidráulico i e um coeficiente de condutividade hidráulica k (DAS, 2007).(01)Para tentar limitar essa percolação de água pelo maciço rochoso a face demontante da barragem é composta por concreto menos permeável que o concretodo resto do maciço, sabendo que permeabilidade do é menor com a diminuição darelação água/cimento, o que aumentaria em tese o consumo de cimento, buscam-seconcreto com utilização de aditivos, pozolanas como substituição de parte docimento Portland, utilização de fíler na forma de agregado pulverizado ou pozolanapara que evitar o calor de hidratação (MARQUES FILHO, 2005).As cortinas de impermeabilização são realizadas de modo a impedir acirculação de água sob barragens ou outras estruturas, ou apenas reduzi-la até umponto que possa ser controlada, segura e economicamente, por métodos dedrenagem, tal controle é atingido através da execução de uma ou mais fiadas defuros na fundação de uma barragem, usualmente paralelos ao alinhamento dabarragem ou perpendiculares ao sentido de escoamento da água (GAMA, 2012).A cortina é então executada, preenchendo as fissuras do maciço com caldaà base de cimento ou outro material. Teoricamente, a cortina necessita apenas deser de uma determinada largura, sendo que em termos práticos aquela que é obtidaserá superior à necessária em algumas zonas e, possivelmente, não o suficiente emoutras, devido à variação das condições geológicas subsuperficiais (GAMA, 2012).

82Segundo Gama (2012) a maioria das injeções é realizada com caldas à basede cimento Portland misturado com água numa misturadora de velocidade elevadacom razão A/C entre 5:1 a 0,5:1 (Fell et al., 2005) de modo a obter-se uma caldacapaz de penetrar os defeitos do maciço da fundação.Outra maneira de tentar limitar essa percolação e diminuir a supressão éutilização concomitantemente à cortina de injeções de cortinas de drenagem.Segundo Porto (2002) apud Levis (2006), as cortinas de drenagem sãoconstituídas de furos igualmente espaçados e dispostos logo a jusante da cortina deinjeção profunda, cujo objetivo consiste em drenar as águas que fluem através domaciço e aliviar as subpressões impostas pela carga hidráulica do reservatório.Além dessa cortina, é indispensável a presença de drenos que interceptemas fraturas capazes de conduzir água dentro do maciço e que sua cota seja a menorpossível, pois quanto mais perto do solo esses drenos forem instalados mais será oalívio da subpressão na base da barragem (GUIMARÃES 1988 apud LEVIS, 2006).A experiência e as análises de desastres evidenciaram a necessidadedessas técnicas para aliviar a subpressão e aumentar a segurança da barragem porgarantir sua estabilidade. Stharly (1966) apud Levis (2006) reafirma que em umterreno homogêneo, para escoamento em regime permanente, a distribuição dassubpressões depende somente das disposições geométricas: forma da obra,situação e espaçamento dos drenos, e independe do coeficiente permeabilidade, ouseja, o terreno poderá ser mais ou menos permeável, mas a pressão será a mesma,resultando daí que, uma rede de drenagem terá o mesmo efeito nas subpressõesem qualquer terreno variando apenas a vazão nos drenos. Com isso ficaevidenciando a necessidade de novos estudos e desenvolvimento de novastecnologias para empreendimentos futuros para baratear o custo e evitar novosacidentes.A maioria das recomendações de projeto considera, a favor da segurança,que os esforços são aplicados na totalidade das seções analisadas (MASON, 1988apud MARQUES FILHO, 2005).Segundo Marques Filho (2005), o campo independe dos esforços internosdas estruturas, devendo ser considerado nas análises de equilíbrio interno e externo.Para efeito de análise mecânica surgem os conceitos conforme a (FIGURA 25): Tensão total, ou seja, aquela que decorrente do estudo do equilíbrio da seçãoem estudo;

83 Tensão neutra, que corresponde ao campo de tensões gerado pelapercolação, que é função única do meio poroso e das condições dos níveis deágua às quais o corpo está submetido; Tensão efetiva, como aquela realmente aplicada aos pontos materiaiscomponentes da estrutura, sendo numericamente igual à diferença entretensão total e a tensão ou pressão neutra ou subpressão.FIGURA 25 – DIAGRAMAS DE TENSÕES EM BARRAGENS DE CONCRETO À GRAVIDADEFONTE: MARQUES FILHO (2005)

845. ANÁLISE DE ESTABILIDADE GLOBAL DA ESTRUTURAPara entendimento dos fenômenos envolvidos em obras hidráulicas, énecessária uma análise da seção da barragem, estudando seus principaiscomponentes assim como todos os carregamentos, juntamente dos componentes desubpressão. Além dessa análise, outras incógnitas são levadas em consideração nodimensionamento de uma barragem, são elas: o efeito da reação termogênica docimento; os cuidados com a geometria da estrutura e da fundação para evitarconcentração de tensões; o efeito da fluência (MARQUES FILHO e ISAIA, 2011).Segundo (Andriolo e Sarkaria, 1995 apud Marques Filho, 2005), em obras debarragens a gravidade, as resistências ao cisalhamento são determinantes domaterial ao invés da resistência à compressão ou tração, excetuando-se assituações onde existam terremotos.Para que a segurança possa ser garantida de maneira que respeite todos oscritérios estabelecidos, como da mesma maneira, todas as parcelas relevantes parao dimensionamento possam ser levadas em consideração são necessários váriosestudos assim como um controle bastante rígido de todo o processo.Segundo Marques Filho (2012) na análise de segurança global a barragem éconsiderada como corpo rígido e suas seções são consideradas planas. Apesar dosmodelos serem complexos e de serem necessários cuidados especiais com adrenagem e a percolação, a partir de condições fictícias, mas de fácil conceituação,uma avaliação das condições gerais de estabilidades é possível de ser feita. Nessaanálise será verificado se a estrutura está dentro da probabilidade de ruína aceita,para tal são consideradas configurações de carregamento com diferentesprobabilidades de ocorrência e com isso a seção é analisada à flutuação, aotombamento, ao deslizamento, assim como também são analisadas as tensõesaplicadas na seção (MARQUES FILHO, 2012).

85FIGURA 26 – ESQUEMA COM OS PRINCIPAIS CARREGAMENTOSFONTE: NOVAK et al. (2004)5.1. AÇÕES ATUANTESConforme Tamashiro (2008), as principais ações atuantes em barragens degravidade para a análise de estabilidade global são: Peso Próprio e sobrecargas; Pressões Hidrostáticas; Subpressão e Pressões intersticiais nos poros de concreto; Pressões Hidrodinâmicas; Empuxos de materiais assoreados; Forcas sísmicas.5.1.1. Peso PróprioO peso próprio de uma barragem de concreto é definido pelo produto dovolume da barragem pelo peso específico do concreto utilizado. O peso específicodo concreto massa – CCR e simples, segundo a Eletrobrás (2003), varia entre 21 e26 kN/m³ em função do agregado aplicado. Usualmente são feitas análises deestabilidade bidimensionais, considerando a barragem representada por uma seção

86com largura unitária. Assim, a (EQUAÇÃO 02) apresenta o peso de uma seçãotransversal por unidade de comprimento.(02)onde,P: Peso Próprio da Barragem;V: Volume da estrutura, usualmente considerado como a área da seção típica;γ conc : peso específico do concreto.5.1.2. Pressões HidrostáticaSegundo a Eletrobrás (2003), as pressões hidrostáticas são funções linearesdos níveis de água a montante e jusante da estrutura de barramento. Sãorepresentadas através de diagramas triangulares ou trapezoidais. Para a análise deestabilidade global das estruturas, as cargas hidrostáticas devem ser consideradascomo atuando também nas áreas de aberturas, ou seja, nestas análises, asaberturas não devem ser consideradas. Devido ao seu diagrama linear, o empuxohidrostático, força resultante das cargas hidrostáticas, é aplicado a 2/3 do níveld’água. Seu valor pode ser obtido através da (EQUAÇÃO 03).(03)onde,E: Empuxo Hidrostático;H m,j : nível d’água de montante (m) ou nível da água de jusante (j);γ água : peso específico da água.B: largura da seção.5.1.3. Subpressão – Pressão Intersticiais no ConcretoA conceituação de subpressão e a importância do seu estudo numabarragem de concreto é assunto abordado no item 4.1.3 do presente trabalho.A determinação da subpressão nos projetos de barragens de gravidade éusualmente feita com base em critérios internacionalmente conhecidos, como o

87critério do U. S. Army Corps of Engineers (1995) e o critério do U. S. Bureau ofReclamation (1976), bem como o critério da Eletrobrás (2003). A seguir sãoapresentados estes critérios.5.1.3.1. Eletrobrás (2003)Segundo a Eletrobrás (2003), em fundações contínuas, a subpressão deveráser admitida como atuando sobre toda a área da base, sendo na extremidade demontante a subpressão igual à altura hidrostática montante (H m ), a partir do níveld’água especificado para o reservatório e na extremidade de jusante igual à alturahidrostática de jusante (H j ) a partir do nível d’água especificado a jusante.Conforme a Eletrobrás (2003), em caso da não existência de drenos ou dedrenos inoperantes a subpressão varia linearmente entre os valores de montante ejusante, mostrados na (FIGURA 27).FIGURA 27 – SUBPRESSÃO SEM LINHA DE DRENOS OU DRENOS INOPERANTES EPRESSÕES HIDROSTÁTICASFONTE: ELETROBRÁS (2003)Na verificação de estabilidade global nas seções de contato concreto/rochasempre que surgirem tensões de tração a montante deverá ser admitida abertura defissura na seção. O critério da Eletrobrás (2003) orienta que no contato aberto(região onde há tensões de tração) o valor da subpressão H m deverá ser empregado

88integralmente, variando linearmente até o valor de H j conforme mostra a (FIGURA28).FIGURA 28 – SUBPRESSÃO COM ABERTURA DE FISSURA DEVIDO AO SURGIMENTO DETENSÕES DE TRAÇÃO E PRESSÕES HIDROSTÁTICASFONTE: ELETROBRÁS (2003)Para o caso em que houver uma linha de drenos operantes e que a cotainferior da galeria de drenagem estiver igual ou abaixo do nível d’água de jusante, aEletrobrás (2003) estabelece que a subpressão na linha de drenos (H dm ) será igual àaltura hidrostática correspondente ao nível d’água de jusante (H j ) adicionada de umterço da diferença entre as alturas hidrostáticas a montante (H m ) e a jusante (H j ). Asubpressão deverá variar linearmente até a extremidade da base a partir desteponto, conforme (EQUAÇÃO 04).(04)onde,H dm : subpressão na linha de drenagem;H m : altura hidrostática à montante;H j : altura hidrostática à jusante.Para o caso em que houver uma linha de drenos operantes e que a cotainferior da galeria de drenagem estiver acima do nível d’água de jusante, aEletrobrás (2003) estabelece que a subpressão na linha de drenos seja determinada

89considerando-se h g ao invés de H j , onde h g é a dimensão compreendida entre a cotada linha de interseção dos drenos com o plano de análise e a boca dos drenos,conforme (EQUAÇÃO 05).(05)onde,H dm : subpressão na linha de drenagem;H m : altura hidrostática à montante;h g : dimensão compreendida entre a cota da linha de interseção dos drenos com oplano de análise e a boca dos drenos.Ainda é feita uma observação de que a distância da extremidade demontante da estrutura até a linha de drenos para os dois casos acima não deveráser considerada menor do que 8% da altura hidrostática máxima de montante (a ≥0,08 H m , onde a é a distância da face de jusante a linha de drenagem, conforme(FIGURA 29).FIGURA 29 – SUBPRESSÃO COM UMA LINHA DE DRENOS OPERANTEFONTE: ELETROBRÁS (2003)Para o caso em que houver duas linhas de drenos operantes, a Eletrobrásdefine que as subpressões H d m,j serão calculadas conforme (EQUAÇÕES 06 e 07).(06)

90(07)onde,H dm : subpressão na linha de drenagem mais á montante;H dj : subpressão na linha de drenagem mais á jusante;H m : altura hidrostática à montante;H j : altura hidrostática à jusante;h g : dimensão compreendida entre a cota da linha de interseção dos drenos com oplano de análise e a boca dos drenos.A (FIGURA 29) apresenta o diagrama de subpressão com uma linha dedrenos operante e a (FIGURA 30), com duas.FIGURA 30 – SUBPRESSÃO COM DUAS LINHAS DE DRENOS OPERANTESFONTE: ELETROBRÁS (2003)O critério da Eletrobrás (2003) ainda ressalta que para o cálculo desubpressões em seções de concreto as considerações deverão ser as mesmas queas estabelecidas no contato concreto-fundação, sendo admitidos valores de tensõesde tração maiores para o caso de seções de concreto.

915.1.3.2. U. S. Army Corps of Engineers (1995)O U. S. Army Corps of Engineer, segundo Tamashiro (2008), estabelecediversos casos para a consideração da subpressão em função da presença dedrenos e sua localização.Para o caso sem drenagem, a distribuição da subpressão é feita comomostrada a seguir, totalmente análogo ao preconizado pelo critério da Eletrobrás,conforme apresentado na (FIGURA 31) e (EQUAÇÃO 08).FIGURA 31 – SUBPRESSÃO SEM LINHA DE DRENAGEM – CRITÉRIO U. S. ARMY CORPS OFENGINEERSFONTE: TAMASHIRO (2008)(08)onde,HX: subpressão no ponto X;H1: nível de água a montante;H2: nível de água a jusante;L: comprimento da barragem;X: distância em relação à jusante onde se pretende determinar o valor dasubpressão;γ: peso específico da água.

92Para o caso com galeria de drenagem, onde a linha do dreno intercepta ocontato a uma distância do ponto da extremidade de montante da base maior que5% da altura hidrostática à montante (0,05 x H1), a subpressão na linha dedrenagem será considerada como apresentado na (FIGURA 32) e (EQUAÇÕES 09a 11).FIGURA 32 – SUBPRESSÃO COM LINHA DE DRENAGEM COM X > 0,05 H1 – CRITÉRIO U. S.ARMY CORPS OF ENGINEERSFONTE: TAMASHIRO (2008)Para X > 0,05 H1:(09)Para H4 > H2:(10)Para H4 < H2:(11)onde,

93H1: nível de água a montante;H2: nível de água a jusante;H3: subpressão na linha da galeria de drenagem;H4: altura da galeria de drenagem em relação à base;L: comprimento da base da barragem;X: distância da galeria de drenagem em relação a montante;E: eficiência da galeria de drenagem expressada em porcentagem (de 25 a 50%).Para o caso com galeria de drenagem, onde a interseção da linha do drenocom o contato fundação-estrutura estiver a uma distância menor ou igual a 5% daaltura hidrostática à montante (0,05 x H1) do ponto da extremidade de montante dabase, a subpressão na linha de drenagem será considerada conforme apresenta a(FIGURA 33) e (EQUAÇÕES 12 a 14).FIGURA 33 – SUBPRESSÃO COM LINHA DE DRENAGEM COM X ≤ 0,05 H1 – CRITÉRIO U. S.ARMY CORPS OF ENGINEERSFONTE: TAMASHIRO (2008)Para X ≤ 0,05 H1:(12)

94Para H4 > H2:(13)Para H4 < H2:(14)onde,H1: nível de água a montante;H2: nível de água a jusante;H3: subpressão na linha da galeria de drenagem;H4: altura da galeria de drenagem em relação à base;L: comprimento da base da barragem;X: distância da galeria de drenagem em relação a montante;E: eficiência da galeria de drenagem expressada em porcentagem (de 25 a 50%).Para o caso em que aparecem tensões de tração na região a montante daestrutura, admite-se a abertura de fissura na mesma.Quando a região tracionada não se estender além dos drenos, a subpressãona linha dos drenos é obtida conforme apresentado na (FIGURA 34) e (EQUAÇÕES15 a 17).

95FIGURA 34 – SUBPRESSÃO COM LINHA DE DRENAGEM E ABERTURA DE FISSURA ENTREFACE MONTANTE E LINHA DE DRENAGEM – CRITÉRIO U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERSFONTE: TAMASHIRO (2008)Para T ≤ X:(15)Para H4 > H2:(16)Para H4 < H2:(17)onde,H1: nível de água a montante;H2: nível de água a jusante;H3: subpressão na linha da galeria de drenagem;H4: altura da galeria de drenagem em relação à base;L: comprimento da base da barragem;X: distância da galeria de drenagem em relação a montante;

96E: eficiência da galeria de drenagem expressada em porcentagem (de 25 a 50%).T: comprimento da região descolada da base.Para o caso em que a região tracionada se estender além da linha dedrenagem, a subpressão será considera plena em toda a região tracionada e variarálinearmente até o mais à jusante, conforme (FIGURA 35) e (EQUAÇÃO 18).FIGURA 35 – SUBPRESSÃO COM LINHA DE DRENAGEM E ABERTURA DE FISSURA ALÉM DALINHA DE DRENAGEM – CRITÉRIO U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERSFONTE: TAMASHIRO (2008)Para T > X:(18)5.1.3.3. U. S. Bureau of Reclamation (1976)Segundo o U. S. Bureau of Reclamation (1976), estudado por Tamashiro(2008), o diagrama de subpressão é formado por trechos retilíneos que interligampontos com valores de subpressão definidos a partir do pé de montante e jusante.

97Com a existência de galeria de drenagem, a redução da subpressão na linha dosdrenos corresponde a 2/3 (eficiência de 66,67%) da diferença dos níveis de água demontante e de jusante (FIGURA 36). Esta redução é baseada nos dados de obrasconstruídas pelo órgão e apresentada na (EQUAÇÃO 19).FIGURA 36 – SUBPRESSÃO COM LINHA DE DRENAGEM – CRITÉRIO U. S. BUREAU OFRECLAMATIONFONTE: TAMASHIRO (2008)(19)onde,H3: subpressão na linha da galeria de drenagem;H m : altura hidrostática à montante;H j : altura hidrostática à jusante.Quando do aparecimento de tensões de tração a montante da seção, aconsideração feita por este critério é a mesma feita pelo critério do U. S. Army Corpsof Engineers (1995), admitindo-se a abertura de fissura na região, conforme(FIGURA 37) e (EQUAÇÃO 20).

98FIGURA 37 – SUBPRESSÃO COM LINHA DE DRENAGEM E ABERTURA DE FISSURA –CRITÉRIO U. S. BUREAU OF RECLAMATIONFONTE: TAMASHIRO (2008)(20)onde,H3: subpressão na linha da galeria de drenagem;H m : altura hidrostática à montante;H j : altura hidrostática à jusante;X: distância da galeria de drenagem em relação a montante;T: comprimento da região descolada da base.5.1.4. Empuxo Devido a Presença de Material AssoreadoSegundo a Eletrobrás (2003), caso haja possibilidade de deposição desedimentos junto ao pé da face de montante da barragem, deverá ser consideradoum empuxo resultante, calculado através da formulação de Rankine, que despreza acoesão, como apresentado na (EQUAÇÃO 21) e (FIGURA 38).

99(21)onde,Ps: força horizontal de assoreamento em kN/m;γ: peso específico do sedimento;γ água : peso específico da água;γ sub : γ - γ água ;h s : altura de cálculo;φ: Ângulo de atrito interno.FIGURA 38 – FORÇA DE EMPUXO DEVIDO A SEDIMENTOS NO PÉ DE MONTANTE DABARRAGEMFONTE: ELETROBRÁS (2003)5.1.5. Ações SísmicasSegundo Gutstein (2011), para a análise a estabilidade global de estruturassubmetidas ao sismo, é usual o emprego de métodos simplificados como a análisepseudo-estática. Nesse tipo de análise se estabelecem os esforços estáticoscapazes de simular os efeitos causados pelos movimentos sísmicos, que são osesforços hidrodinâmicos, os empuxos de terra com os efeitos do sismo quandohouver e esforços inerciais, determinados a partir do peso próprio da estrutura.Adota-se uma aceleração sísmica característica multiplicadora da aceleração dagravidade (g), incorporando à estrutura ações características devido ao terremoto.Segundo Gutstein, a análise quanto ao sismo, na prática, é feita da mesma formaque a adotada para a análise quanto ao sismo induzido pela ação do reservatório,considerando-se as acelerações definidas nos sismos de projeto.

100Conforme Gutstein (2011), o efeito sísmico considerado no projeto debarragens brasileiras corresponde ao sismo induzido pela acomodação doreservatório. Segundo Eletrobrás (2003), para estruturas de concreto assente sobrefundações em rocha, deverão ser considerados nos cálculos de estabilidade, osesforços inerciais mínimos de 5% da aceleração da gravidade na direção horizontale 3% da aceleração da gravidade na direção vertical, aplicados no centro degravidade da respectiva estrutura, sendo “g” o valor da aceleração da gravidade emm/s² (FIGURA 39).FIGURA 39 – FORÇAS SÍSMICAS NA BARRAGEMFONTE: ELETROBRÁS (2003)FIGURA 40 – PRESSÕES HIDRODINÂMICAS DEVIDO A AÇÕES SÍSMICASFONTE: ELETROBRÁS (2003)Segundo Gutstein (2011), o sentido das forças aplicadas ao centro degravidade da estrutura pode variar conforme as ações atuantes e condições de

101carregamento para estruturas de gravidade de concreto. Gutstein (2011) aindaressalta que demais ações devidas a peso próprio sob o plano de análise, tambémdevem ser consideradas, aplicando-se os respectivos esforços inerciais no seucentro de gravidade. É o caso de um eventual peso de água a jusante, que deve sercalculado e aplicado F y e F h no centro de gravidade da figura geométrica querepresenta a água na região, e assim por diante, considerando a aceleração doprojeto em análise.Para a análise da pressão de água gerada pelo fluído, outros estudostambém podem ser feitos baseados em critérios internacionais. Entre os critériosinternacionais mais conhecidos estão as formulações de Zanger (1953) apud Davise Sorensen (1969) e U. S. Bureau of Reclamation (1987) e a de Westergaard citadaem U. S. Army Corps of Engineers (1995).5.2. CONDIÇÕES DE CARREGAMENTOO manual para Projeto de Usinas Hidrelétricas da Eletrobrás (2003) indicaquatro condições de carregamentos para a verificação da estabilidade global dasestruturas de concreto e cálculos das tensões: Condição de Carregamento Normal (CCN): Corresponde a todas ascombinações de ações que apresentem grande probabilidade de ocorrênciaao longo da vida útil da estrutura, durante a operação normal ou manutençãode rotina da obra, em condições hidrológicas normais (ELETROBRÁS, 2003). Condição de Carregamento Excepcional (CCE): Corresponde a uma situaçãode combinação de ações com baixa probabilidade de ocorrência ao longo davida útil da estrutura. Em geral, estas combinações consideram a ocorrênciade somente uma ação excepcional, tais como, condições hidrológicasexcepcionais, defeitos no sistema de drenagem, manobras de caráterexcepcional, efeitos sísmicos, etc. com as demais ações correspondentes acondição de carregamento normal (ELETROBRÁS, 2003). Condição de Carregamento Limite (CCL): Corresponde a uma situação decombinação de ações com muito baixa probabilidade de ocorrência ao longo

102da vida útil da estrutura. Em geral, estas combinações consideram aocorrência de mais de uma ação excepcional, tais como, condiçõeshidrológicas excepcionais, defeitos no sistema de drenagem, manobras decaráter excepcional, efeitos sísmicos, etc. com as demais açõescorrespondentes a condição de carregamento normal (ELETROBRÁS, 2003). Condição de Carregamento de Construção (CCC): Corresponde a todas ascombinações de ações que apresentem probabilidade de ocorrência durantea execução da obra. Podem ser devidas a carregamentos de equipamentosde construção, a estruturas executadas apenas parcialmente, carregamentosanormais durante o transporte de equipamentos permanentes, e quaisqueroutras condições semelhantes, e ocorrem durante períodos curtos em relaçãoà sua vida útil (ELETROBRÁS, 2003).Segundo Gutstein (2011), para casos de carregamentos de barragenslocalizadas em regiões sísmicas são abordados critérios internacionais como oscritérios de U. S. Army Corps of Engineers (1995) e de U. S. Bureau of Reclamation(1976).O critério de U. S. Army Corps of Engineers (1995) inclui nas condiçõesbásicas de carregamento aquelas que consideram os efeitos sísmicos quedependem da magnitude do terremoto e o momento no qual o mesmo é aplicado naestrutura (GUTSTEIN, 2011), apresentados nas (FIGURAS 41 a 43).As condições de carregamentos para verificação quanto aos sismossegundo o U. S. Army Corps of Engineers (USACE) são: Condição limite (Extreme loading condition – N° 4 do USACE) – caso deconstrução com a consideração do sismo básico de operação (operation basicearthquake - OBE); (GUTSTEIN, 2011).

103FIGURA 41 – CASO DE CARREGAMENTO Nº 4 – CONDIÇÃO LIMITE - U. S. ARMY CORPS OFENGINEERSFONTE: U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERS (1995) Condição excepcional (Unusual loading condition – N° 5 do USACE) – níveisde água normal de operação com o sismo básico de operação (OBE);(GUTSTEIN, 2011).FIGURA 42 – CASO DE CARREGAMENTO Nº 5 – CONDIÇÃO EXCEPCIONAL - U. S. ARMYCORPS OF ENGINEERSFONTE: U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERS (1995) Condição limite (Extreme loading condition – N° 6 do USACE) - níveis deágua normal de operação com o sismo máximo possível (maximum credibleearthquake - MCE). (GUTSTEIN, 2011).

104FIGURA 43 – CASO DE CARREGAMENTO Nº 6 – CONDIÇÃO LIMITE - U. S. ARMY CORPS OFENGINEERS (1995)FONTE: U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERS (1995)As demais condições de carregamentos apresentadas no critério de U. S.Army Corps of Engineers (1995) são condições que se equivalem com asapresentadas pela Eletrobrás (2003).Os casos de carregamentos adotados por U. S. Bureau of Reclamation(1976) são: Caso Normal (Usual): analisam-se as condições equivalentes ao Caso deCarregamento Normal (CCN) exposto anteriormente com os efeitos do sismomáximo possível (maximum credible earthquake – MCE); Caso Excepcional (Unusual): analisam-se os níveis d’água máximomaximorum de projeto e demais ações conjuntas com os efeitos do sismomáximo possível (maximum credible earthquake – MCE); Caso Limite (Extreme): analisam-se a combinação de uma cheia normal deprojeto e demais ações correspondentes com os efeitos do sismo máximopossível (maximum credible earthquake – MCE).No manual de pequenas barragens – U. S. Bureau of Reclamation (1987) éfeito um detalhamento maior para critérios de projeto quando a consideração deterremotos, onde três níveis de carregamentos devem ser considerados: sismo

105básico de operação (OBE - operating basis earthquake), sismo básico de projeto(DBE – design basis earthquake) e sismo máximo possível (MCE – maximumcredible earthquake). Segundo Gutstein (2011), no sismo básico de operação aestrutura suporta o evento e permanece operando; no sismo básico de projeto aestrutura suporta o terremoto com danos que sejam reparáveis, exceto para aquelasestruturas, sistemas e componentes que são importantes para a segurança, quedevem permanecer operáveis. As estruturas que são vitais para garantir a retençãoou liberação do reservatório devem ser dimensionadas para o carregamento devidoao sismo máximo possível (MCE). Neste caso as estruturas devem funcionar sempermitir uma liberação repentina e descontrolada do reservatório ou prever umesvaziamento controlado do reservatório.Segundo Gutstein (2011), para os terremotos indicados no U. S. Bureau ofReclamation (1987), o sismo básico de operação tem uma expectativa de ocorreruma vez a cada 25 anos durante a operação da usina, o sismo básico de projetouma vez em 200 anos e para o sismo máximo possível não há uma preocupaçãocom a probabilidade de ocorrência e somente com relação a sua possibilidade deocorrer devido às análises geológicas e sismológicas.Gutstein (2011) sugere no seu estudo que também sejam avaliados casosde carregamentos considerando drenos inoperantes e outras combinações que sejulguem necessárias para cada caso particular.5.3. VERIFICAÇÕES DE ESTABILIDADE GLOBALAs verificações de estabilidade global das estruturas de concreto, bem comoda barragem, são abordadas no capítulo 7 da publicação “Critérios de Projeto Civilde Usinas Hidrelétricas – Eletrobrás”, de Outubro de 2003. Conforme consta nestapublicação, para tais verificações admitimos a estrutura como um corpo rígido. Asverificações são feitas no sentido de avaliar a movimentação deste corpo rígido.As hipóteses adotadas como diretrizes básicas segundo o manual daEletrobrás (2003) são: Deve-se considerar as tensões naturais de confinamento pré-existente e aspressões de água do subsolo quando tratar-se de análise de estabilidadeenvolvendo massas de rocha (ELETROBRÁS, 2003);

106 Deve-se considerar os resultados de investigações geológicas egeomecânicas (ELETROBRÁS, 2003); Deve-se considerar as conformações topográficas do local, principalmente naregião das ombreiras (ELETROBRÁS, 2003); Deve-se considerar os efeitos de subpressão, conforme critérios jáestabelecidos anteriormente, sob e no corpo das estruturas e em massas derocha (ELETROBRÁS, 2003); Deve-se considerar, caso represente a condição mais severa, o carregamentodevido a pressão intersticial (ELETROBRÁS, 2003); As cargas acidentais de projeto (exceto cargas de equipamentopermanentemente fixo) devem ser completamente desprezadas em análisede estabilidade, sempre que as forças verticais atuarem como fatores deestabilidade (ELETROBRÁS, 2003).Para tais verificações, são adotados tanto critérios dessa publicação comocritérios internacionais.A seguir são apresentadas as diretrizes básicas para as verificações deestabilidade global da estrutura segundo critérios da Eletrobrás (2003), U. S. ArmyCorps of Engineers (1995) e U. S. Bureau of Reclamation (1976).5.3.1. Segurança à FlutuaçãoO manual da Eletrobrás de 2003 define um “Fator de Segurança aFlutuação”, que é a relação entre o somatório das forças gravitacionais e osomatório das forças de subpressão, dado pela (EQUAÇÃO 22).(22)onde,FSF: Fator de segurança à flutuação;∑V: Somatório das forças gravitacionais;∑U: Somatório das forças de subpressão.

107O critério da Eletrobrás ainda estabelece que deverão serem desprezadasquaisquer contribuições favoráveis devidas à coesão e ao atrito entre blocos ouentre a estrutura e a fundação. As forças verticais deverão incluir as cargaspermanentes mínimas das estruturas, o peso próprio de equipamentospermanentes, se instalados, e de lastros (água ou aterro) e sistemas de ancoragem,se utilizados durante determinados estágios da construção. Todas as cargasacidentais deverão ser ignoradas nas verificações de estabilidade.Os critérios do U. S. Army Corps of Engineers (1995) estabelece um fator desegurança à flutuação (calculado do mesmo modo que o estabelecido pelos critériosda Eletrobrás. Já na publicação do U. S. Bureau of Reclamation (1976), não éconsiderada nenhuma verificação quanto à flutuação.Os fatores de segurança mínimos para os casos de carregamentosapresentados nos critérios da Eletrobrás (2003) e do U. S. Army Corps of Engineers(1995) são mostrados na (QUADRO 7).Coeficiente deSegurançaEletrobrásCasos de CarregamentoNormal Excepcional Limite ConstruçãoFSF 1,3 1,1 1,1 1,2Coeficiente deSegurançaU. S. Army Corps of EngineersCasos de CarregamentoUsual Não Usual ExtremoFSF 1,3 1,2 1,1QUADRO 7 – FATORES DE SEGURANÇA MÍNIMOS PARA A ANÁLISE DE ESTABILIDADE ÀFLUTUAÇÃOFONTE: OS AUTORES5.3.2. Segurança ao TombamentoA segurança ao tombamento é calculada segundo a Eletrobrás (2003)considerando o “Fator de Segurança ao Tombamento”. O “Fator de Segurança aoTombamento” é a relação entre o momento estabilizante (devido ao peso próprio daestrutura, as cargas permanentes mínimas e o peso próprio dos equipamentos

108permanentes, se instalados) e o momento de tombamento (devido a atuação decargas desestabilizantes, tais como, pressão hidrostática, subpressão, empuxos deterra, etc.) em relação a um ponto ou uma linha efetiva de rotação, calculado pela(EQUAÇÃO 23).(23)onde,FST: Fator de segurança ao tombamento.∑M e : Somatório dos momentos estabilizantes atuantes sobre a estrutura.(ELETROBRÁS, 2003);∑M t : Somatório dos momentos de tombamento. Deverão ser desprezados os efeitosestabilizantes de coesão e de atrito despertados nas superfícies em contato com afundação. (ELETROBRÁS, 2003).Segundo Marques Filho (2005), em estruturas usuais de barragens,considera-se como ponto natural de rotação o seu pé de jusante. Marques Filho(2005) ainda ressalta que a situação é fictícia, pois antes de qualquer movimento astensões induzidas levariam a ruptura do material.O U. S. Army Corps of Engineers (1995) propõe um critério de avaliação quepode ser utilizado complementarmente ao critério da Eletrobrás (2003). Aestabilidade ao tombamento para este critério é assegurada conforme oposicionamento da força resultante na base (e b ) no plano potencial de ruptura, paracada caso de carregamento, por meio da (EQUAÇÃO 24).(24)onde,e b : distância da força resultante na base até o ponto de tombamento T;∑M t : somatório de momentos fletores das forças normais atuantes em relação aoponto de tombamento T;∑N i : somatório de forças normais efetivas ao plano X e Y.Os (QUADROS 8 E 9) mostram respectivamente os valores mínimos para ocritério da Eletrobrás (2003) e a posição da resultante na base que assegura aestabilidades pelo critério do U. S. Army Corps of Engineers (1995).

109Coeficiente deSegurançaEletrobrásCasos de CarregamentoNormal Excepcional Limite ConstruçãoFST 1,5 1,2 1,1 1,3QUADRO 8 – FATORES DE SEGURANÇA MÍNIMOS PARA A ANÁLISE DE ESTABILIDADE AOTOMBAMENTO - ELETROBRÁSFONTE: OS AUTORESCasos deCarregamentoUsualNão UsualExtremoLocalização da força resultante na base1/3 médio1/2 médioNa baseQUADRO 9 – LOCALIZAÇÃO DA FORÇA RESULTANTE NA BASE – U. S. ARMY CORPS OFENGINEERSFONTE: OS AUTORES5.3.3. Segurança ao DeslizamentoConforme Proença (2004), para a verificação da estabilidade das estruturasao deslizamento (escorregamento), selecionam-se superfícies de ruptura possíveis,incluindo os planos de menor resistência ou submetidos à tensões críticas naestrutura, na fundação e no contato estrutura-fundação, sobre as quais a estruturapossa sofrer movimento de deslizamento como corpo rígido, conforme (FIGURAS 44a 46). deslizamento na estrutura:FIGURA 44 – DESLIZAMENTO NA ESTRUTURAFONTE: OS AUTORES

110 deslizamento no contato estrutura/fundação:FIGURA 45 – DESLIZAMENTO NO CONTATO ESTRUTURA-FUNDAÇÃOFONTE: OS AUTORES deslizamento na fundação:FIGURA 46 – DESLIZAMENTO NA FUNDAÇÃOFONTE: OS AUTORESA análise de segurança ao deslizamento adotada pelo Manual da Eletrobrás(2003) é uma verificação entre as tensões cisalhantes resistentes e tensõescisalhantes atuantes no plano potencial de ruptura. Segundo Gutstein (2011), astensões cisalhantes atuantes são determinadas a partir das forças gravitacionais,subpressões e de empuxos atuantes e as tensões cisalhantes resistentes sãodeterminadas a partir do critério de ruptura de Mohr-Coulomb que é um modelomatemático que descreve, de forma simplificada, a resposta às solicitações de

111materiais de ruptura frágil como o concreto, solos e rochas, que possuem umaresistência à compressão muito superior à sua resistência à tração.Segundo Proença (2004), uma representação que serve para compreendermelhor as combinações de solicitações que levam à ruptura local de certo materialresulta da construção, num sistema de eixos (σ, τ), dos círculos de Mohr máximosde tensões principais. Os círculos correspondem a diversas situações desolicitações limites, realizadas em laboratório, variando desde a tração e acompressão simples até os estados duplos e triplos.Tomando-se uma linearização por partes da envoltória, nota-se que aresposta do material muda de acordo com o regime e a intensidade das tensões(FIGURA 47). Nessas mudanças, algumas características distintas típicas dosmateriais dúcteis e frágeis podem ser identificadas, e a partir dessa análise resultamsugestões mais simples de resistência. (PROENÇA, 2004).Na envoltória linearizada, distinguem-se três trechos: no trecho I a ruptura é governada pela resistência à tração pura. Um critériobaseado somente nesta condição poderia ser aplicado a materiais frágeis nãoresistentes à tração (PROENÇA, 2004); no trecho II a ruptura é governada pela combinação, linear, das tensões decisalhamento e normal, o que se observa em materiais granulares como oconcreto, por exemplo (PROENÇA, 2004); no trecho III observa-se que não há influência de estados hidrostáticos sobrea ruptura, sendo a mesma governada pelo cisalhamento máximo, ou a semidiferençaentre as tensões principais. Um critério com essas característicasaplica-se aos materiais dúcteis (PROENÇA, 2004).

112FIGURA 47 – ENVOLTÓRIA LINEARIZADA DOS CÍRCULOS DE MOHRFONTE: OS AUTORESConforme Gustein (2011), a teoria de Mohr-Coulomb une a teoria de rupturaCoulomb com a do círculo de Mohr e permite determinar uma envoltória deresistências para um material. Essa envoltória é baseada nos parâmetros de atrito ede coesão para diferentes níveis de pares de tensão normal (σ) e cisalhante (τ) deruptura (FIGURA 47).O critério de Mohr-Coulomb deriva da adoção do trecho II da envoltória deMohr linearizada (FIGURA 47) como limitante de estados de tensão admissíveis.Portanto, a combinação das tensões normal e de cisalhamento é a responsável pelaruptura (PROENÇA, 2004).

113FIGURA 48 – ENVOLTÓRIA DE RESISTÊNCIAFONTE: ROCHA (1981, CITADO POR GUTSTEIN, 2011)Na (FIGURA 48) é mostrado como se obtém os parâmetros de coesão e deatrito para um dado nível de tensões normais (de σ 1 a σ 2 ) que seja deinteresse para o material em análise, considerando-se que a curva τ x σcorresponde a envoltória de resistências para um dado material. Essaenvoltória é obtida a partir de ensaios de laboratório e/ou de campo,obtendo-se tensões cisalhantes de ruptura para diferentes níveis de tensõesnormais. A equação de Coulomb é obtida a partir da envoltória de rupturade τ x σ, para a reta pontilhada da (FIGURA 44), em função do atrito (φ) eda coesão (c). (GUTSTEIN, 2011, p. 89).Deve-se notar que a (FIGURA 48) apresenta os esforços de compressãocom valores positivos.onde,A equação de Coulomb pode ser escrita conforme (EQUAÇÃO 25).τ: Tensão cisalhante;c: Coesão;σ: Tensão normal;φ: Ângulo de atrito interno.(25)

114Conforme a Eletrobrás (2003), as análises dos fatores de segurança contra odeslizamento deverão incluir a coesão na resistência ao cisalhamento dos materiaisrochosos, ou no contato concreto-rocha, a menos que as investigações oucondições existentes no campo indiquem o contrário. Devem-se utilizar como valoresbásicos, os parâmetros geomecânicos extraídos dos resultados de investigações eensaios preliminares podendo se adotar nas fases iniciais de projeto, como valoresde coesão e do ângulo de atrito para o maciço de fundação e seus planos dedescontinuidade, aqueles já adotados em outras obras com materiais similares.Em trechos interceptados por uma superfície de deslizamento onde osparâmetros geomecânicos (atrito e coesão) são diferentes, a segurança aodeslizamento da estrutura deve ser calculada para cada trecho, admitindo-se que háruptura de cisalhamento nos trechos onde o coeficiente de segurança necessárionão é alcançado. Segundo a Eletrobrás (2003), nesse caso deve-se recalcular otrecho admitindo-se que o mesmo não tenha resistência de coesão (c = 0), e queseu ângulo de atrito seja o correspondente à condição residual (pós-ruptura). Oexcesso de tensão de cisalhamento não absorvido pelo trecho deve ser transferidoàs partes remanescentes da superfície de deslizamento, recalculando-se asegurança ao deslizamento para cada trecho sucessivamente até que os critériossejam satisfeitos ou se verifique a necessidade de se introduzir modificações noconjunto estrutura-fundação. O manual da Eletrobrás (2003) ainda indica que deveráser sempre verificada a compatibilidade de deformações entre os diferentesmateriais, conforme o nível de solicitação atingido.O manual da Eletrobrás (2003) considera para o cálculo do Fator deSegurança ao Deslizamento duas fórmulas. A primeira (EQUAÇÃO 26) deverá sersatisfeita em caso de fundação em material com coesão, e a segunda (EQUAÇÃO27) deverá ser satisfeita em casos com fundação em material sem coesão.(26)(27)onde,FSD: Fator de segurança ao deslizamento;FSD φ : Fator de redução da resistência ao atrito;

115FSD c : Fator de redução da resistência à coesão;∑N i : Somatório das forças normais à superfície de deslizamento, em análise;φ i: Ângulo de atrito característico da superfície de deslizamento, em análise;c i : Coesão característica ao longo da superfície de deslizamento;A i : Área efetiva comprimida da estrutura no plano em análise;∑T i : Somatório das forças paralelas à superfície de deslizamento.Os valores característicos serão definidos para cada caso particular e deforma adequada para cada estrutura sob análise. O (QUADRO 10) apresenta osvalores de FSD φ e FSD c . Nos casos em que o conhecimento dos parâmetros deresistência dos materiais é precário ou de parâmetros muito variáveis, o critérioEletrobrás (2003) recomenda adotar os valores entre parênteses.Coeficiente deSegurançaEletrobrásCasos de CarregamentoNormal Excepcional Limite ConstruçãoFSD c 3,0 (4,0) 1,5 (2,0) 1,3 (2,0) 2,0 (2,5)FSD φ 1,5 (2,0) 1,1 (1,3) 1,1 (1,3) 1,3 (1,5)QUADRO 10 – FATORES DE REDUÇÃO PARA A ANÁLISE DE ESTABILIDADE AOESCORREGAMENTO - ELETROBRÁSFONTE: OS AUTORESOs critérios de U. S. Army Corps of Engineers (1995), assim como os daEletrobrás (2003), são baseados no critério de Mohr-Coulomb, onde a metodologiade análise ao deslizamento é feita pelo método de equilíbrio limite.Segundo Chen (1975, citado por Gutstein, 2011) o sucesso do emprego dométodo de equilíbrio limite esta relacionado à escolha da superfície de ruptura comosendo a crítica. Se essa superfície não for a crítica, então o fator de segurança não éo mínimo possível para a estrutura em análise e não é a solução por equilíbrio limite.A solução por equilíbrio limite é encontrada quando a superfície potencial de rupturacrítica foi encontrada e assim o menor fator de segurança ao deslizamento foi obtido.Segundo Jansen (1988, citado por Gutstein, 2011), o método do equilíbrio limitepassou a ser adotado pelo U. S. Army Corps of Engineers a partir de 1981. Emtermos de tensões este método permite o cálculo do Coeficiente de Segurança aoDeslizamento (FS) pela (EQUAÇÃO 28).

116(28)onde:τ, τ r : Tensão de cisalhamento atuante e resistente, respectivamente, na superfície deescorregamento;(σ z – U): Tensão normal (vertical para planos horizontais) efetiva atuante nasuperfície de escorregamento (de compressão apenas);φ: Ângulo de atrito da superfície de escorregamento em análise;c: Coesão ao longo da superfície de escorregamento.Jansen (1988, citado por Gutstein, 2011) apresenta também comparaçõesentre os métodos de equilíbrio limite e o método de shear-friction (U. S. Bureau ofReclamation, 1976) para planos inclinados, bem como para planos múltiplos deruptura.Segundo Gutstein (2011), para o caso de fundação rígida e superfície deescorregamento horizontal, o uso da (EQUAÇÃO 28) seria equivalente ao da(EQUAÇÃO 26), usando-se um coeficiente global FS. Neste caso a soluçãocalculada pela (EQUAÇÃO 28) corresponde a uma solução de equilíbrio limitesempre que a superfície potencial de ruptura adotada for a crítica para o caso emanálise. Entretanto, mesmo para superfície horizontal as (EQUAÇÕES 26 e 28)fornecem resultados diferentes para casos de maciços deformáveis, quando ocálculo das tensões considerar a deformabilidade da fundação. A deformabilidade dafundação pode ser considerada por meio de modelagem computacional pelo Métododos Elementos Finitos, assunto que não será abordado no presente trabalho.O (QUADRO 11) apresenta os valores mínimos para FS segundo o critériodo U. S. Army Corps of Engineers (1995).Coeficiente deSegurançaU. S. Army Corps of EngineersCasos de CarregamentoUsual Não Usual ExtremoFS 2,0 1,7 1,3QUADRO 11 – FATORES DE SEGURANÇA MÍNIMOS PARA A ANÁLISE DE ESTABILIDADEAO ESCORREGAMENTO - U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERSFONTE: OS AUTORES

117O U. S. Bureau of Reclamation (1976) define um critério de verificação aodeslizamento um pouco diferente do abordado pelo U. S. Army Corps of Engineers(1995), mas que equivale a adotar a (EQUAÇÃO 26), que deve ser atendida, ondeFSD passa a ser um coeficiente de segurança global, ou seja, sem a redução parcialda resistência ao atrito e coesão (FSD φ =FSD c =1). Assim o Fator de Segurança aoDeslizamento (shear friction safety factor - SFF) passa a ser igual a FSD naexpressão, para estas condições. Este critério define os fatores de segurançaglobais (SFF) mínimos para superfícies de ruptura no contato concreto-rochadiferentes de superfícies de ruptura na fundação, conforme apresentados no(QUADRO 12).Coeficiente deSegurançaSFF (contatoconcreto-rocha)U. S. Bureau of ReclamationCasos de CarregamentoNormal Excepcional Limite3,0 2,0 1,0SFF (fundação) 4,0 2,7 1,3QUADRO 12 – FATORES DE SEGURANÇA MÍNIMOS PARA A ANÁLISE DE ESTABILIDADEAO ESCORREGAMENTO - U. S. BUREAU OF RECLAMATIONFONTE: OS AUTORES5.3.4. Avaliação das tensõesEm barragens baixas ou de média altura, sobre maciços rígidos, as tensõesnormais verticais podem ser calculadas pelo método de gravidade (JANSEN,1988 eGRISHIN,1982 citado por GUSTEIN 2011).Segundo Tamashiro (2008), o método de gravidade adota a teoria clássicade flexão composta da Resistência dos Materiais, admitindo uma distribuição linearde tensões normais na seção transversal da barragem considerando-a um corporígido monolítico.Deste modo, as tensões máximas na base ou ao longo de juntas deconcretagem do concreto da barragem são obtidas junto às faces:(29)onde:

118N: Soma das forças verticais normais à base da fundação;A: Área da seção na base da fundação,W: Módulo de rigidez; W=I/y, sendo I o momento de inércia e y a distância emrelação ao ponto onde se deseja calcular as tensões. Para seção simétricaretangular, onde y = b/2 e I = bl 3 /12 → W=l b 2 /6;M: Momento fletor das forças atuantes em relação ao centróide da área;b: Dimensão da seção na base no sentido transversal;l: Dimensão da seção da base no sentido longitudinal, usualmente igual a 1m.Os valores máximos de tensões nas juntas da barragem devem sercomparados com as tensões admissíveis do concreto à tração e àcompressão, assim como nos planos de contato concreto-rocha ou dedescontinuidades na fundação, comparando-se às resistências dosrespectivos materiais. Quando no projeto for encontrada tração no concreto,deve-se desprezar o trecho tracionado na verificação da estabilidade dabarragem. Também deve ser verificada a tensão admissível à compressãono maciço de fundação, sendo admitida tração apenas para caso decarregamento excepcional, de maneira a se evitar a abertura de fraturas eaumento de percolação de água. (GUTSTEIN, 2011, p. 96).As tensões obtidas devem atender aos limites de tensões admissíveis. Nocontato concreto-rocha as tensões admissíveis do concreto podem ser consideradascomo as pré-estabelecidas nos critérios Eletrobrás (2003).As tensões admissíveis na rocha de fundação devem ser avaliadas junto aomodelo geomecânico da fundação. (GUTSTEIN, 2011).O critério de U. S. Bureau of Reclamation (1976) apresenta os fatores desegurança (FS σ ), definido como a relação entre as tensões admissíveis e atuantes aserem adotados para verificação das tensões. O (QUADRO 13) apresenta os fatoresmínimos de segurança.Coeficiente deSegurançaU. S. Bureau of ReclamationCasos de CarregamentoNormal Excepcional LimiteFS σ 3,0 2,0 1,0QUADRO 13 – FATORES DE SEGURANÇA MÍNIMOS PARA A ANÁLISE DE TENSÕES - U. S.BUREAU OF RECLAMATIONFONTE: OS AUTORESSegundo o critério do U. S. Bureau of Reclamation (1976), para condiçõesde carregamento normal não são admitidas tensões de tração, para casos decarregamento excepcional e limite, em que as tensões de tração obtidas sãomaiores do que as tensões mínimas admissíveis na face da barragem, deve se

119admitir abertura de fissura. Se após a abertura da fissura as tensões na estruturanão excederem as resistências especificadas e a estabilidade for mantida, aestrutura é considerada estável.U. S. Bureau of Reclamation (1976, estudado por Gutstein, 2011) apresentaa formulação para a consideração da propagação da fratura de forma analítica, apartir do cálculo do comprimento da fratura e do trecho comprimido de aplicação dasubpressão, obtendo-se diagramas de tensões normais lineares e de tensõescisalhantes com variação parabólica.As tensões no plano potencial de ruptura em análise podem também serverificadas complementarmente pelo critério proposto por U. S. Army Corps ofEngineers (1995), que leva em consideração a posição da resultante na base (e b ) noplano potencial de ruptura, para cada caso de carregamento, por meio da expressãojá apresentada no item “Segurança ao Tombamento”:(30)onde,e b : distância da força resultante na base até o ponto de tombamento T;∑M t : somatório de momentos fletores das forças normais atuantes em relação aoponto de tombamento T;∑N i : somatório de forças normais efetivas ao plano.Conforme Gutstein (2011), o percentual de base comprimida pode sercalculado a partir do comprimento e b . Quando a base não se apresenta totalmentecomprimida, mas atende aos critérios citados, recalcula-se a tensão máxima decompressão a jusante admitindo o diagrama de tensões como sendo triangular, decomprimento igual a 3 x e b .Em U. S. Army Corps of Engineers (1995) indica-se a determinação da basefraturada a partir da determinação de e b e a verificação do percentual de basecomprimida calculada conforme indicado nas (FIGURAS 49 a 51).

120FIGURA 49 – 100% DA BASE COMPRIMIDA - RESULTANTE DENTRO DO NÚCLEO CENTRAL DEINÉRCIAFONTE: U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERS (1995)FIGURA 50 – 100% DA BASE COMPRIMIDA - RESULTANTE NA POSIÇÃO MAIS AFASTADA DONÚCLEO CENTRAL DE INÉRCIAFONTE: U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERS (1995)FIGURA 51 – BASE NÃO TOTALMENTE COMPRIMIDA - RESULTANTE FORA DO NÚCLEOCENTRAL DE INÉRCIAFONTE: U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERS (1995)

121onde,P': tensão na base da fundação;L: largura da base;e: excentricidade da resultante R na base;R: resultante de todas as forças atuantes acima do plano de analise.O U. S. Army Corps of Engineers (1995) especifica que as tensõesadmissíveis do concreto e da fundação não devem ser ultrapassadas. Estabeleceque para condição de carregamento normal, a resultante das forças verticais deveestar no núcleo central de inércia da seção (100% da base comprimida), admitindotração (resultante fora do núcleo central de inércia da base) para as condiçõesexcepcional e limite. Esta verificação substitui a verificação ao tombamento citadaanteriormente, assim como as verificações de tensões definidas pelo U. S. Bureau ofReclamation. O U. S. Army Corps of Engineers acrescenta ainda que as tensões embarragens de gravidade são analisadas tanto por métodos aproximados quanto peloMétodo dos Elementos Finitos, conforme o refinamento do projeto e a configuraçãoda barragem. O Método dos Elementos Finitos, de acordo com U. S. Army Corps ofEngineers (1995) é utilizado em modelos de análises estáticas lineares, em análisesdinâmicas e em análises não-lineares considerando-se a interação entre a barrageme a fundação, ressaltando que a vantagem importante deste método consiste napossibilidade real de modelar fundações complicadas, envolvendo vários materiais,juntas e fraturas.trabalho.O método de gravidade é questionável perto da base da barragem, ondeconcentrações de tensões aumentam nos cantos reentrantes formadospelas faces da barragem e a superfície da fundação. Em barragens altas,estas concentrações de tensões são significativas, mas são frequentementereduzidas pelo escoamento plástico. Estas tensões nos cantos, ao redor deaberturas e em zonas de tração, podem ser aproximadas com um modelopelo Método dos Elementos Finitos, segundo Jansen. Aborda também quepara grandes barragens de gravidade e de contraforte, o projeto final deveser estudado por uma análise de tensões mais abrangente pelo Método dosElementos Finitos. JANSEN (1988, citado por GUTSTEIN, 2011, p.100).O Método dos Elementos Finitos não será tema de discussão do presente

1226. ANÁLISE DE SENSIBILIDADEOs critérios e princípios conceituais apresentados foram disseminados nosprojetos de barragem de concreto no Brasil. Nas últimas décadas, as barragens deconcreto voltaram a ser competitivas pelo advento de técnica construtiva doConcreto Compactado com Rolo.Para efeito de sedimentação de conceitos, será realizada uma análise desensibilidade de estabilidade de seções de CCR.Para efeito de análise de sensibilidade de alguns parâmetros no projeto deuma barragem de CCR, adotou-se uma seção típica padrão.Estudaram-se os parâmetros altura, declividade do talude de jusante eângulo de atrito interno do material da fundação. Ainda realizou-se uma análise deuma seção tipo com estes parâmetros fixados e variando o ângulo entre a estruturae fundação.A (FIGURA 52) apresenta a seção típica para o estudo dos parâmetrosaltura (H), inclinação do talude de jusante (x:1) e ângulo de atrito interno do materialda fundação (φ). A (FIGURA 53) apresenta a seção típica para o estudo da variaçãodo ângulo entre a barragem e a fundação.FIGURA 52 – SEÇÃO TÍPICA PARA O ESTUDO DE SENSIBILIDADE DE ALGUNS PARÂMETROSFONTE: OS AUTORES.

123FIGURA 53 – SEÇÃO TÍPICA PARA O ESTUDO DA VARIAÇÃO DO ÂNGULO ENTRE ABARRAGEM E A FUNDAÇÃOFONTE: OS AUTORESOs parâmetros foram variados conforme (QUADRO 14).

124Simulação Caso de H x Simulação Caso de H x Simulação Caso de H xφ (°)φ (°)(nº) Carregamento (m) (x:1)(nº) Carregamento (m) (x:1)(nº) Carregamento (m) (x:1)φ (°)1 37,5 65 37,5 129 37,52 40 66 40 130 400,650,650,653 42,5 67 42,5 131 42,54 45 68 45 132 455 37,5 69 37,5 133 37,56 40 70 40 134 400,700,700,707 42,5 71 42,5 135 42,58 45 72 45 136 453030309 37,5 73 37,5 137 37,510 40 74 40 138 400,750,750,7511 42,5 75 42,5 139 42,512 45 76 45 140 4513 37,5 77 37,5 141 37,514 40 78 40 142 400,800,800,8015 42,5 79 42,5 143 42,516 45 80 45 144 4517 37,5 81 37,5 145 37,518 40 82 40 146 400,650,650,6519 42,5 83 42,5 147 42,520 45 84 45 148 4521 37,5 85 37,5 149 37,522 40 86 40 150 400,700,700,7023 42,5 87 42,5 151 42,524 45 88 45 152 4560606025 37,5 89 37,5 153 37,526 40 90 40 154 400,750,750,7527 42,5 91 42,5 155 42,528 45 92 45 156 4529 37,5 93 37,5 157 37,530 40 94 40 158 400,800,800,8031 42,5 95 42,5 159 42,532 45 96 45 160 45NormalExcepecionalLimite33 37,5 97 37,5 161 37,534 40 98 40 162 400,650,650,6535 42,5 99 42,5 163 42,536 45 100 45 164 4537 37,5 101 37,5 165 37,538 40 102 40 166 400,700,700,7039 42,5 103 42,5 167 42,540 45 104 45 168 4590909041 37,5 105 37,5 169 37,542 40 106 40 170 400,750,750,7543 42,5 107 42,5 171 42,544 45 108 45 172 4545 37,5 109 37,5 173 37,546 40 110 40 174 400,800,800,8047 42,5 111 42,5 175 42,548 45 112 45 176 4549 37,5 113 37,5 177 37,550 40 114 40 178 400,650,650,6551 42,5 115 42,5 179 42,552 45 116 45 180 4553 37,5 117 37,5 181 37,554 40 118 40 182 400,700,700,7055 42,5 119 42,5 183 42,556 45 120 45 184 4512012012057 37,5 121 37,5 185 37,558 40 122 40 186 400,750,750,7559 42,5 123 42,5 187 42,560 45 124 45 188 4561 37,5 125 37,5 189 37,562 40 126 40 190 400,800,800,8063 42,5 127 42,5 191 42,564 45 128 45 192 45QUADRO 14 – SIMULAÇÕES PARA VERIFICAÇÃO DE ESTABILIDADE GLOBALFONTE: OS AUTORES

1256.1. CARACTERÍSTICA DOS MATERIAISPara a análise de sensibilidade dos parâmetros, fixou-se o peso específicodo Concreto Compactado a Rolo (CCR) em 25,5 kN/m³ e o da água em 10kN/m³.Para esta análise não foram considerados sedimentos no fundo do reservatório àmontante.Nas verificações de segurança ao deslizamento, não se considerou coesãono contato concreto-fundação. Quando as condições de segurança não foramsatisfeitas, se calculou a coesão necessária no contato concreto-fundação para asegurança ao deslizamento da estrutura.6.2. CRITÉRIOS DE VERIFICAÇÃO DE ESTABILIDADE GLOBALForam feitas análises para três casos de carregamentos: CCN (Caso deCarregamento Normal), CCE (Caso de Carregamento Excepcional) CCL (Caso deCarregamento Limite) conforme Eletrobrás (2003).Para os três casos de carregamentos, se verificaram a segurança aoTombamento e Deslizamento pelo critério da Eletrobrás (2003) através dosrespectivos Fatores de Segurança, considerando para o CCN como nível d’águamáximo normal de operação dois metros abaixo da cota da crista, e para o CCE eCCL o nível d’água máximo maximorum um metro abaixo da cota da crista. Aindaforam feitas análises de tensões na fundação. Para o caso de surgimento detensões de tração na base, admitiu-se a abertura de fissuras conforme o critério doU. S. Bureau of Reclamation (1976). Ambos os critérios foram descritos no capítulo 5do presente trabalho.6.3. RESULTADOSObtiveram-se Fatores de Segurança para cada simulação do (QUADRO 14).Nos (QUADROS 15 a 17) são apresentados os valores do Fator de Segurança aoTombamento para cada altura e inclinação do talude de jusante da barragem no

Fator de Segurança ao Tombamento126Caso de Carregamento Normal e no Caso de Carregamento Excepcionalrespectivamente. Nos (GRÁFICOS 01 a 03) são plotados os valores do Fator deSegurança ao Tombamento versus inclinação para as diferentes alturas dabarragem em cada Caso de Carregamento.Fator de Segurança ao Tombamento - Caso deCarregamento NormalH (m)x0,65 0,7 0,75 0,830 1,96 2,15 2,35 2,5560 1,68(*) 1,88 2,07 2,2590 (**) 1,81 2,00 2,18120 (**) 1,78 1,96 2,14(*) Houve descolamento parcial da seção a montante(**) Não há equilíbrio possívelQUADRO 15 – FATORES DE SEGURANÇA AO TOMBAMENTO - CCNFONTE: OS AUTORES2,802,602,402,202,001,801,601,401,201,00Fator de Segurança ao Tombamento (CCN)x Inclinação (x:1)0,65 0,7 0,75 0,8x306090120GRÁFICO 1 – FATOR DE SEGURANÇA AO TOMBAMENTO (CCN) X INCLINAÇÃOFONTE: OS AUTORES

Fator de Segurança ao Tombamento127Fator de Segurança ao Tombamento - Caso deCarregamento ExcepcionalH (m)x0,65 0,7 0,75 0,830 1,79 1,98 2,16 2,3560 (*) 1,81 1,99 2,1790 (*) 1,76 1,94 2,12120 (*) 1,74 1,92 2,10(*) Não há equilíbrio possívelQUADRO 16 – FATORES DE SEGURANÇA AO TOMBAMENTO - CCEFONTE: OS AUTORES2,60Fator de Segurança ao Tombamento (CCE)x Inclinação (x:1)2,402,202,001,801,601,401,203060901201,000,65 0,7 0,75 0,8xGRÁFICO 2 – FATOR DE SEGURANÇA AO TOMBAMENTO (CCE) X INCLINAÇÃOFONTE: OS AUTORESFator de Segurança ao Tombamento - Caso deCarregamento LimiteH (m)x0,65 0,7 0,75 0,830 1,15 1,31 1,40 1,4760 (*) (*) 1,26 1,3790 (*) (*) 1,20 1,34120 (*) (*) 1,17 1,33(*) Não há equilíbrio possívelQUADRO 17 – FATORES DE SEGURANÇA AO TOMBAMENTO - CCLFONTE: OS AUTORES

Fator de Segurança ao Tombamento1281,501,451,401,351,301,251,201,151,101,051,00Fator de Segurança ao Tombamento (CCL)x Inclinação (x:1)0,65 0,7 0,75 0,8x306090120GRÁFICO 3 – FATOR DE SEGURANÇA AO TOMBAMENTO (CCL) X INCLINAÇÃOFONTE: OS AUTORESPrimeiramente, para a análise dos Fatores de Segurança ao Deslizamentonão foram consideradas a coesão do material da fundação. O critério da Eletrobrás(2003) estabelece que a condição de segurança ao deslizamento em fundação commaterial sem coesão está verificada se a (EQUAÇÃO 30) for satisfeita.(30)onde,FSD: Fator de segurança ao deslizamento;FSD φ : Fator de redução da resistência ao atrito;∑N i : Somatório das forças normais à superfície de deslizamento, em análise;φ i: Ângulo de atrito característico da superfície de deslizamento, em análise;∑T i : Somatório das forças paralelas à superfície de deslizamento.Caso os valores obtidos de FSD fossem menores que os mínimosestabelecidos, pela (EQUAÇÃO 31) se calculou a coesão necessária para que sejaverificada a segurança pelo critério da Eletrobrás (2003).(31)

129onde,FSD: Fator de segurança ao deslizamento;FSD φ : Fator de redução da resistência ao atrito;FSD c : Fator de redução da resistência à coesão;∑N i : Somatório das forças normais à superfície de deslizamento, em análise;φ i: Ângulo de atrito característico da superfície de deslizamento, em análise;c i : Coesão característica ao longo da superfície de deslizamento;A i : Área efetiva comprimida da estrutura no plano em análise;∑T i : Somatório das forças paralelas à superfície de deslizamento.Nos (QUADROS 18 a 29) são apresentados os Fatores de Segurança aoDeslizamento. As células preenchidas vermelho indicam que para a simulação comos valores correspondentes não se pode encontrar situação de equilíbrio. Em casode necessidade de coesão no material da fundação, os valores são mostrados àfrente do Fator de Segurança ao Deslizamento e a respectiva célula é destacada emamarelo. As células destacadas em verde indicam que, com o surgimento detensões de tensão ä jusante da base, considerou-se a abertura de fissuras e foramverificadas as condições de segurança.Nos (GRÁFICOS 4, 6, 8, 10, 12, 14, 15, 17, 19 e 20) são plotados os valoresde Fator de Segurança ao Deslizamento versus φ (ângulo de atrito interno domaterial da fundação) para cada altura da estrutura, caso de carregamento einclinação do talude de jusante. Nos (GRÁFICOS 5, 7, 9, 11, 13, 16 e 21) sãoplotados os valores da Coesão Necessária, quando os valores do FSD foremmenores que os mínimos estabelecidos, no Contato Fundação-Concreto versus φ(ângulo de atrito interno do material da fundação) para cada altura da estrutura, casode carregamento e inclinação do talude de jusante.

Fator de Segurança ao Deslizamento130Fator de Segurança ao Deslizamento e Coesão Necessária - x = 0,65 -Caso de Carregamento NormalH (m)φ37,5° 40° 42,5° 45°30 1,00 (74,38) 1,00 (24,87) 1,05 1,1460 1,00 (312,91) 1,00 (219,06) 1,00 (118,07) 1,00 (8,67)90 (*) (*) (*) (*)120 (*) (*) (*) (*)(*) Não há equilíbrio possívelQUADRO 18 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCN – X = 0,65FONTE: OS AUTORES1,20Fator de Segurança ao Deslizamento(CCN) x φ - x = 0,651,151,101,051,0030600,950,9037,5 40 42,5 45φGRÁFICO 4 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCN X Φ – X = 0,65FONTE: OS AUTORES

Coesão Necesária (kN/m²)131350,00Coesão Necessária (kN/m²) (CCN) x φx = 0,65300,00250,00200,00150,00100,00306050,000,0037,5 40 42,5 45φGRÁFICO 5 – COESÃO NECESSÁRIA - CCN X Φ – X = 0,65FONTE: OS AUTORESFator de Segurança ao Deslizamento e Coesão Necessária - x = 0,65 -Caso de Carregamento ExcepcionalH (m)φ37,5° 40° 42,5° 45°30 1,11 1,21 1,32 1,4460 (*) (*) (*) (*)90 (*) (*) (*) (*)120 (*) (*) (*) (*)(*) Não há equilíbrio possívelQUADRO 19 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCE – X = 0,65FONTE: OS AUTORES

Fator de Segurança ao Deslizamento1321,501,401,301,201,101,000,900,800,700,60Fator de Segurança ao Deslizamento(CCE) x φ - x = 0,650,65 0,7 0,75 0,8φ306090120GRÁFICO 6 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCE X Φ – X = 0,65FONTE: OS AUTORESFator de Segurança ao Deslizamento e Coesão Necessária - x = 0,65 -Caso de Carregamento LimiteH (m)φ37,5° 40° 42,5° 45°30 1,00 (196,63) 1,00 (172,12) 1,00 (145,75) 1,00 (117,18)60 (*) (*) (*) (*)90 (*) (*) (*) (*)120 (*) (*) (*) (*)(*) Não há equilíbrio possívelQUADRO 20 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCL – X = 0,65FONTE: OS AUTORES

Coesão Necesária (kN/m²)133250,00Coesão Necessária (kN/m²) (CCL) x φx = 0,65200,00150,00100,003050,000,0037,5 40 42,5 45φGRÁFICO 7 – COESÃO NECESSÁRIA - CCL X Φ – X = 0,65FONTE: OS AUTORESFator de Segurança ao Deslizamento e Coesão Necessária - x = 0,70 -Caso de Carregamento NormalH (m)φ37,5° 40° 42,5° 45°30 1,00 (34,81) 1,03 1,12 1,2260 1,00 (209,5) 1,00 (116,6) 1,00 (16,64) 1,0890 1,00 (374,06) 1,00 (236,41) 1,00 (88,3) 1,04120 1,00 (536,14) 1,00 (353,49) 1,00 (156,94) 1,02QUADRO 21 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCN – X = 0,70FONTE: OS AUTORES

Coesão Necesária (kN/m²)Fator de Segurança ao Deslizamento1341,25Fator de Segurança ao Deslizamento(CCN) x φ - x = 0,701,201,151,101,051,000,953060901200,9037,5 40 42,5 45φGRÁFICO 8 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCN X Φ – X = 0,70FONTE: OS AUTORES600,00Coesão Necessária (kN/m²) (CCN) x φx = 0,70500,00400,00300,00200,00100,003060901200,0037,5 40 42,5 45φGRÁFICO 9 – COESÃO NECESSÁRIA - CCN X Φ – X = 0,70FONTE: OS AUTORES

Fator de Segurança ao Deslizamento135Fator de Segurança ao Deslizamento e Coesão Necessária - x = 0,70 -Caso de Carregamento ExcepcionalH (m)φ37,5° 40° 42,5° 45°30 1,18 1,29 1,41 1,5460 1,08 1,19 1,30 1,4190 1,06 1,16 1,27 1,38120 1,05 1,15 1,25 1,37QUADRO 22 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCE – X = 0,70FONTE: OS AUTORES1,60Fator de Segurança ao Deslizamento (CCE)x φ - x = 0,701,501,401,301,201,101,003060901200,900,65 0,7 0,75 0,8φGRÁFICO 10 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCE X Φ – X = 0,70FONTE: OS AUTORESFator de Segurança ao Deslizamento e Coesão Necessária - x = 0,70 -Caso de Carregamento LimiteH (m)φ37,5° 40° 42,5° 45°30 1,00 (78,05) 1,00 (59,63) 1,00 (39,81) 1,00 (18,34)60 (*) (*) (*) (*)90 (*) (*) (*) (*)120 (*) (*) (*) (*)(*) Não há equilíbrio possívelQUADRO 23 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCL – X = 0,70FONTE: OS AUTORES

Coesão Necesária (kN/m²)13690,0080,0070,0060,0050,0040,0030,0020,0010,000,00Coesão Necessária (kN/m²) (CCL) x φx = 0,7037,5 40 42,5 45φ30GRÁFICO 11 – COESÃO NECESSÁRIA - CCL X Φ – X = 0,70FONTE: OS AUTORESFator de Segurança ao Deslizamento e Coesão Necessária - x = 0,75 -Caso de Carregamento NormalH (m)φ37,5° 40° 42,5° 45°30 1,00 1,09 1,19 1,3060 1,00 (128,19) 1,00 (35,19) 1,06 1,1690 1,00 (247,41) 1,00 (109,43) 1,02 1,12120 1,00 (364,5) 1,00 (181,31) 1,01 1,10QUADRO 24 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCN – X = 0,75FONTE: OS AUTORES

Coesão Necesária (kN/m²)Fator de Segurança ao Deslizamento1371,351,301,251,201,151,101,051,000,950,90Fator de Segurança ao Deslizamento(CCN) x φ - x = 0,7537,5 40 42,5 45φ306090120GRÁFICO 12 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCN X Φ – X = 0,75FONTE: OS AUTORES400,00Coesão Necessária (kN/m²) (CCN) x φx = 0,75350,00300,00250,00200,00150,00100,0050,003060901200,0037,5 40 42,5 45φGRÁFICO 13 – COESÃO NECESSÁRIA - CCN X Φ – X = 0,75FONTE: OS AUTORES

Fator de Segurança ao Deslizamento138Fator de Segurança ao Deslizamento e Coesão Necessária - x = 0,75 -Caso de Carregamento ExcepcionalH (m)φ37,5° 40° 42,5° 45°30 1,26 1,38 1,51 1,6460 1,16 1,27 1,39 1,5290 1,14 1,25 1,36 1,49120 1,13 1,23 1,35 1,47QUADRO 25 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCE – X = 0,75FONTE: OS AUTORES1,70Fator de Segurança ao Deslizamento (CCE)x φ - x = 0,751,601,501,401,301,201,101,003060901200,900,65 0,7 0,75 0,8φGRÁFICO 14 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCE X Φ – X = 0,75FONTE: OS AUTORESFator de Segurança ao Deslizamento e Coesão Necessária - x = 0,75 -Caso de Carregamento LimiteH (m)φ37,5° 40° 42,5° 45°30 1,00 (54,54) 1,00 (36,89) 1,00 (17,91) 1,0160 1,00 (198,14) 1,00 (163,93) 1,00 (127,12) 1,00 (87,25)90 1,00 (408,17) 1,00 (354,11) 1,00 (295,94) 1,00 (232,91)120 1,00 (627,48) 1,00 (553,24) 1,00 (473,36) 1,00 (386,82)QUADRO 26 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCL – X = 0,75FONTE: OS AUTORES

Coesão Necesária (kN/m²)Fator de Segurança ao Deslizamento1391,20Fator de Segurança ao Deslizamento (CCL)x φ - x = 0,751,151,101,051,00300,950,900,65 0,7 0,75 0,8φGRÁFICO 15 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCL X Φ – X = 0,75FONTE: OS AUTORES700,00Coesão Necessária (kN/m²) (CCL) x φx = 0,75600,00500,00400,00300,00200,00100,003060901200,0037,5 40 42,5 45φGRÁFICO 16 – COESÃO NECESSÁRIA - CCL X Φ – X = 0,75FONTE: OS AUTORES

Fator de Segurança ao Deslizamento140Fator de Segurança ao Deslizamento e Coesão Necessária - x = 0,80-Caso de Carregamento NormalH (m)φ37,5° 40° 42,5° 45°30 1,06 1,16 1,27 1,3960 1,00 (56,92) 1,04 1,13 1,2390 1,00 (136,52) 1,00 1,09 1,19120 1,00 (214,26) 1,00 (30,6) 1,08 1,18QUADRO 27 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCN – X = 0,80FONTE: OS AUTORES1,50Fator de Segurança ao Deslizamento(CCN) x φ - x = 0,801,401,301,201,101,003060901200,9037,5 40 42,5 45φGRÁFICO 17 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCN X Φ – X = 0,80FONTE: OS AUTORES

Coesão Necesária (kN/m²)141250,00Coesão Necessária (kN/m²) (CCN) x φx = 0,80200,00150,00100,0050,003060901200,0037,5 40 42,5 45φGRÁFICO 18 – COESÃO NECESSÁRIA - CCN X Φ – X = 0,80FONTE: OS AUTORESFator de Segurança ao Deslizamento e Coesão Necessária - x = 0,80 -Caso de Carregamento ExcepcionalH (m)φ37,5° 40° 42,5° 45°30 1,34 1,47 1,60 1,7560 1,24 1,36 1,48 1,6290 1,22 1,33 1,45 1,59120 1,21 1,32 1,44 1,57QUADRO 28 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCE – X = 0,80FONTE: OS AUTORES

Fator de Segurança ao Deslizamento1421,801,701,601,501,401,301,201,101,000,90Fator de Segurança ao Deslizamento (CCE)x φ - x = 0,800,65 0,7 0,75 0,8φ306090120GRÁFICO 19 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCE X Φ – X = 0,80FONTE: OS AUTORESFator de Segurança ao Deslizamento e Coesão Necessária - x = 0,80 -Caso de Carregamento LimiteH (m)φ37,5° 40° 42,5° 45°30 1,00 (41,4) 1,00 (23,95) 1,00 (5,17) 1,0760 1,00 (127,3) 1,00 (95,07) 1,00 (60,39) 1,00 (22,82)90 1,00 (208,26) 1,00 (160,79) 1,00 (109,7) 1,00 (54,36)120 1,00 (287,99) 1,00 (225,15) 1,00 (157,54) 1,00 (84,29)QUADRO 29 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCL – X = 0,80FONTE: OS AUTORES

Coesão Necesária (kN/m²)Fator de Segurança ao Deslizamento1431,081,061,041,021,000,980,960,940,920,90Fator de Segurança ao Deslizamento (CCL)x φ - x = 0,800,65 0,7 0,75 0,8φ30GRÁFICO 20 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO - CCL X Φ – X = 0,80FONTE: OS AUTORES350,00Coesão Necessária (kN/m²) (CCL) x φx = 0,80300,00250,00200,00150,00100,0050,003060901200,0037,5 40 42,5 45φGRÁFICO 21 – COESÃO NECESSÁRIA - CCL X Φ – X = 0,80FONTE: OS AUTORESNos (QUADROS 27, 28 e 29), apresenta-se a importância da altura naanálise de segurança, onde os fatores diminuem com a altura e quando necessário,a coesão necessária aumenta significativamente com a altura.

144Como pode-se observar nos (QUADROS 27, 28 e 29), no caso de obras afio d’água, com níveis máximo maximoruns e operacionais máximos semelhantes, oCCE é na maior parte dos casos menos relevante que o CCN e CCL.No caso de verificação de tensões normais na base, na maioria dos critériosde projeto, dois limites são importantes, a compressão no concreto e na rocha e ocomprimento deslocado na base. As máximas admissíveis de compressão são, nocaso normal, da ordem de um terço da resistência característica à compressão, ouseja:(32)Nos casos estudados foram observadas resistências características àcompressão necessárias inferiores a 8 MPa. Em geral, a resistência da rocha àcompressão é superior aquelas do concreto.Em relação à verificação ao deslizamento, em muitos dos casos analisados,se faz necessárias a existência de coesão do concreto. De acordo com fusco, 1976,a coesão do concreto, supondo a envoltória de Mohr-Coulomb é:(33)Ou seja, para fck = 8,5 MPaSupondo que a adesão concreto rocha tenha eficácia de metade dosparâmetros do concretoou sejaCom o valor acima apresentado, verifica-se que para alturas em torno de120 metros e ângulo de atrito de 40º, os valores com barragens 0,7:1,0 já sãocríticos, e para 0,75:1,0, a situação é mais crítica para a mesma altura e ângulo deatrito em torno de 37,5º.Determinaram-se as máximas tensões de compressão e a porcentagem dabase comprimidas. Os (QUADROS 30 a 41) mostram estes valores. Quando não sepode verificar a segurança das estruturas as células são destacadas em vermelho.

145H (m)Tensões na Base e % Comprimida - x = 0,65 - Caso de Carregamento Normalφ37,5° 40° 42,5° 45°TENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA30 -570,29 100% -570,29 100% -570,29 100% -570,29 100%60 -1307,59 98% -1307,59 98% -1307,59 98% -1307,59 98%90 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*)120 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*)(*) Não há equilíbrio possívelQUADRO 30 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA - CCN –X = 0,65FONTE: OS AUTORESH (m)Tensões na Base e % Comprimida - x = 0,65 - Caso de Carregamento Excepcionalφ37,5° 40° 42,5° 45°TENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA30 -635,53 100% -635,53 100% -635,53 100% -635,53 100%60 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*)90 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*)120 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*)(*) Não há equilíbrio possívelQUADRO 31 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA - CCE –X = 0,65FONTE: OS AUTORESTensões na Base e % Comprimida - x = 0,65 - Caso de Carregamento LimiteφH (m) 37,5°40°42,5° 45°TENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA30 -577,89 61% -577,89 61% -577,89 61% -577,89 61%60 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*)90 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*)120 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*)(*) Não há equilíbrio possívelQUADRO 32 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA - CCL –X = 0,65FONTE: OS AUTORES

146H (m)Tensões na Base e % Comprimida - x = 0,70 - Caso de Carregamento Normalφ37,5° 40° 42,5° 45°TENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA30 -491,79 100% -491,79 100% -491,79 100% -491,79 100%60 -1127,41 100% -1127,41 100% -1127,41 100% -1127,41 100%90 -1759,20 100% -1759,20 100% -1759,20 100% -1759,20 100%120 -2392,31 100% -2392,31 100% -2392,31 100% -2392,31 100%QUADRO 33 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA - CCN –X = 0,70FONTE: OS AUTORESTensões na Base e % Comprimida - x = 0,70 - Caso de Carregamento ExcepcionalφH (m) 37,5° 40° 42,5° 45°TENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA30 -548,14 100% -548,14 100% -548,14 100% -548,14 100%60 -1186,72 100% -1186,72 100% -1186,72 100% -1186,72 100%90 -1819,91 100% -1819,91 100% -1819,91 100% -1819,91 100%120 -2453,36 100% -2453,36 100% -2453,36 100% -2453,36 100%QUADRO 34 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA - CCE –X = 0,70FONTE: OS AUTORESH (m)Tensões na Base e % Comprimida - x = 0,70 - Caso de Carregamento Limiteφ37,5° 40° 42,5° 45°TENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA30 -434,28 95% -434,28 95% -434,28 95% -434,28 95%60 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*)90 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*)120 (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*) (*)(*) Não há equilíbrio possívelQUADRO 35 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA - CCL –X = 0,70FONTE: OS AUTORESH (m)Tensões na Base e % Comprimida - x = 0,75 - Caso de Carregamento Normalφ37,5° 40° 42,5° 45°TENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA30 -428,44 100% -428,44 100% -428,44 100% -428,44 100%60 -981,49 100% -981,49 100% -981,49 100% -981,49 100%90 -1536,41 100% -1536,41 100% -1536,41 100% -1536,41 100%120 -2089,39 100% -2089,39 100% -2089,39 100% -2089,39 100%QUADRO 36 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA - CCN –X = 0,75FONTE: OS AUTORES

147Tensões na Base e % Comprimida - x = 0,75 - Caso de Carregamento ExcepcionalφH (m) 37,5° 40° 42,5° 45°TENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA30 -477,62 100% -477,62 100% -477,62 100% -477,62 100%60 -1033,25 100% -1033,25 100% -1033,25 100% -1033,25 100%90 -1589,38 100% -1589,38 100% -1589,38 100% -1589,38 100%120 -2142,82 100% -2142,82 100% -2142,82 100% -2142,82 100%QUADRO 37 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA - CCE –X = 0,75FONTE: OS AUTORESH (m)Tensões na Base e % Comprimida - x = 0,75 - Caso de Carregamento Limiteφ37,5° 40° 42,5° 45°TENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA30 -364,07 100% -364,07 100% -364,07 100% -364,07 100%60 -806,55 89% -806,55 89% -806,55 89% -806,55 89%90 -1274,73 77% -1274,73 77% -1274,73 77% -1274,73 77%120 -1750,34 72% -1750,34 72% -1750,34 72% -1750,34 72%QUADRO 38 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA - CCL –X = 0,75FONTE: OS AUTORESH (m)Tensões na Base e % Comprimida - x = 0,80 - Caso de Carregamento Normalφ37,5° 40° 42,5° 45°TENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA30 -372,06 100% -372,06 100% -372,06 100% -372,06 100%60 -865,65 100% -865,65 100% -865,65 100% -865,65 100%90 -1353,99 100% -1353,99 100% -1353,99 100% -1353,99 100%120 -1841,16 100% -1841,16 100% -1841,16 100% -1841,16 100%QUADRO 39 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA - CCN –X = 0,80FONTE: OS AUTORESTensões na Base e % Comprimida - x = 0,80 - Caso de Carregamento ExcepcionalφH (m) 37,5° 40° 42,5° 45°TENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA30 -415,36 100% -415,36 100% -415,36 100% -415,36 100%60 -911,23 100% -911,23 100% -911,23 100% -911,23 100%90 -1400,48 100% -1400,48 100% -1400,48 100% -1400,48 100%120 -1888,19 100% -1888,19 100% -1888,19 100% -1888,19 100%QUADRO 40 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA - CCE –X = 0,80FONTE: OS AUTORES

148H (m)Tensões na Base e % Comprimida - x = 0,80 - Caso de Carregamento Limiteφ37,5° 40° 42,5° 45°TENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA30 -302,71 100% -302,71 100% -302,71 100% -302,71 100%60 -681,56 100% -681,56 100% -681,56 100% -681,56 100%90 -1053,81 100% -1053,81 100% -1053,81 100% -1053,81 100%120 -1424,53 100% -1424,53 100% -1424,53 100% -1424,53 100%QUADRO 41 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA - CCL –X = 0,80FONTE: OS AUTORESPara complementar o estudo, foi realizada uma análise da influência dainclinação da seção de montante para jusante. Para tanto foram fixados algunsparâmetros da seção de CCR apenas variando o ângulo da inclinação do leito do rio.A altura da barragem foi fixada em 90 metros, a seção da barragem é 0,75:1,0 e oângulo de atrito foi fixado em 37,5º (pior caso verificados nas outras análises).Esse estudo busca mostrar a grande influencia que essas mudanças têmsobre a verificação da segurança à estabilidade. No (QUADRO 42 e 43) e(GRÁFICOS 22 a 24) são apresentados os valores de Fator de Segurança aoTombamento e Fator de Segurança ao Deslizamento com a Coesão necessáriacaso necessite, respectivamente. O (QUADRO 44) apresenta os valores máximos decompressão na base e a porcentagem da base sujeita a tensões de compressão.Fator de Segurança ao Tombamentoα (°) CCN CCE CCL0 2,00 1,94 1,202,5 1,93 1,88 1,185 1,83 1,78 1,097,5 1,73 1,69 (*)QUADRO 42 – FATORES DE SEGURANÇA AO TOMBAMENTO – BASE INCLINADAFONTE: OS AUTORESFator de Segurança ao Deslizamento e CoesãoNecessáriaα (°) CCN CCE CCL0 1,00 (247,41) 1,14 1,00 (408,17)2,5 1,00 (368,39) 1,06 1,00 (478,63)5 1,00 (495,74) 1,00 (5,52) 1,00 (1051,03)7,5 1,00 (629,12) 1,00 (69,04) (*)

Fator de Segurança ao Tombamento149QUADRO 43 – FATORES DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO – BASE INCLINADAFONTE: OS AUTORESα (°)TENSÃO(kN/m²)Tensões na Base e % ComprimidaCCN CCE CCL% COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDATENSÃO(kN/m²)%COMPRIMIDA02,5 -1525,43 100% -1573,63 100% -1604,43 66%5 -1671,01 100% -1718,05 100% -2026,70 44%7,5 -1861,08 100% -1909,80 100% (*) (*)(*) Não há equilíbrio possívelQUADRO 44 – TENSÕES DE COMPRESSÃO NA BASE E % DA BASE COMPRIMIDA – BASEINCLINADAFONTE: OS AUTORES2,20Fator de Segurança ao Tombamento2,001,801,601,40CCNCCECCL1,201,000 2,5 5 7,5αGRÁFICO 22 – FATOR DE SEGURANÇA AO TOMBAMENTO X α – BASE INCLINADAFONTE: OS AUTORES

Coesão Necessária (kN/m²)Fator de Segurança ao Deslizamento1501,16Fator de Segurança ao Deslizamento1,141,121,101,081,06CCE1,041,021,000 2,5 5 7,5αGRÁFICO 23 – FATOR DE SEGURANÇA AO DESLIZAMENTO X α – BASE INCLINADAFONTE: OS AUTORES1201,00Coesão Necessária (kN/m²)1001,00801,00601,00401,00CCNCCECCL201,001,000 2,5 5 7,5αGRÁFICO 24 – COESÃO NECESSÁRIA X α – BASE INCLINADAFONTE: OS AUTORES

151Foram observadas algumas características interessantes e importantes comesse estudo. Primeiro foi verificada uma rápida degradação da segurança dabarragem com o aumento do ângulo do leito o rio.Pode ser constado, que em quase todos os casos, os coeficientes desegurança ao deslizamento não atendem os mínimos estabelecidos, sendonecessário o cálculo da coesão requerida.É importante acrescentar que com a deterioração dos parâmetros deestabilidade, foram observadas tensões na base mais críticas. Quando se feznecessária a abertura de fissuras houve uma grande queda dos parâmetros desegurança, sendo que em um caso, não foi possível verificar a estabilidade e noutrofoi possível, porém não foi respeitada a necessidade de ser ter 66,7% da basecomprimida.

1527. CONSIDERAÇÕES FINAISEste trabalho possui dois focos claros. O primeiro é demonstrar anecessidade da humanidade por recursos hídricos. A população mundial vemcrescendo e com isso a demanda por água, energia e outros recursos básicos paraa sobrevivência aumentam. O desenvolvimento econômico leva à procura de umamelhor qualidade de vida, e faz com que as empresas, indústrias e o própriogoverno acabem consumindo mais insumos básicos. Paralelamente à esse fatovemos a necessidade de armazenamento desses recursos, pois há umasazonalidade envolvendo todos os fatores dos processos de geração de energia earmazenamento de água.Hoje o progresso é mais pensado e pautado na sustentabilidade, pois aolongo dos anos o uso de combustíveis fósseis aumentou consideravelmente aconcentração de CO 2 na atmosfera, e como isso se deve fazer maior investimentonas fontes de energia renováveis.Sabendo dessa necessidade da sociedade, cabe à construção civil resolveressas questões e dar suporte à população. Porém estabelece-se um dilema, pois aresponsável pelo desenvolvimento dos povos é também a indústria que mais geraresíduos e é a maior consumidora de recursos naturais. Apesar desse, fato aconstrução civil é a atividade com maior potencial de mitigação de dos gases doefeito estufa, e a implementação de fontes de energia renováveis é uma delas.A energia hidráulica é limpa e renovável. Mesmo sabendo que a implantaçãode empreendimentos hídricos gerem CO 2 na construção, há uma baixa emissãodurante sua manutenção, diferentemente de outras fontes com as termoelétricas efontes que usam combustíveis fósseis.No Brasil a demanda por infraestrutura, principalmente energia é crescente.E sabendo do grande potencial brasileiro para geração de energia hidráulica, e queo país tem uma das maiores reservas de água do mundo, cabe ao governo criarpolíticas de desenvolvimento para que os projetos possam ser implementados. Coma existência do SIN, a solução de energia hidráulica é otimizada, pois pode-seexplorar todo o potencial brasileiro, diversificando os tipos de empreendimentos,sem que o sistema fique refém de problemas regionais como secas.

153Mesmo sabendo da necessidade de expansão da geração de energia háuma grande rejeição da sociedade para com a implantação de novosempreendimentos hidráulicos, devido à percepção dos impactos que podem sercausados. Essa percepção negativa se deve em parte pela falta de conhecimento dacomunidade técnica para sua defesa. Por essa razão esse trabalho tenta criarargumentos para um debate melhor com a sociedade.O segundo foco do trabalho é apresentar os fenômenos físicos que devemser considerados nos projetos de uma barragem, visando assim ser material deconsulta para a graduação e também para engenheiros que pretendem seguir naárea.Com as crises econômicas que se instalaram nas ultimas décadas no paíshouve uma diminuição considerável do número de equipes de engenhariasespecializadas na área. Além disso, o assunto é muito pouco abordado nos cursosde graduação de Engenharia Civil, levando a uma inexistência de material didáticoadequado para formação de novos profissionais. É também, muito importantecolocar que não há no Brasil uma normalização na área, fazendo com que sebusque referências estrangeiras, sem soluções consensadas.As barragens têm permitido que as pessoas coletassem e armazenassemágua há muitos anos. Existem vários tipos de barragens e a escolha do arranjoadotado depende de vários fatores, como disponibilidade de solo e rocha, topografia,aspectos geológicos e geotécnicos. Da mesma maneira é necessária uma análisebastante criteriosa do local do empreendimento analisando a capacidade e impactosgerados.O trabalho é focado na análise de estabilidade de barragens de concreto àgravidade fazendo um resumo dos principais critérios e fenômenos envolvidos.Estudou-se os principais critérios nacionais e internacionais de verificaçãoda estabilidade de estruturas de Usinas Hidrelétricas. Como objetivo principal dotrabalho, direcionou-se o estudo para as Barragens de Concreto Compactado aRolo.Os critérios apresentados são os critérios da “Centrais Elétricas BrasileirasS.A.” – Eletrobrás (2003), os critérios do U. S. Army Corps of Enginners (1995) e oscritérios do U. S. Bureau of Reclamation (1976).Os critérios estabelecidos pela Eletrobrás (2003) se assemelham em grandeparte aos critérios do U. S. Bureau of Reclamation (1976), inclusive na consideração

154da subpressão para as verificações de estabilidade. O U. S. Army Corps ofEnginners (1995) estabelece um critério diferente para a consideração dasubpressão.As análises de estabilidade da estrutura à flutuação são definidas de iguaisformas nos critérios da Eletrobrás (2003) e do U. S. Army Corps of Enginners (1995).Já para a análise de estabilidade da estrutura ao tombamento, a Eletrobrás defineem seu critério o cálculo de um Fator de Segurança ao Tombamento, resultante darazão entre o Momento Estabilizante pelo Momento Tombador, enquanto o U. S.Army Corps of Enginners (1995) calcula a estabilidade ao tombamento através daexcentricidade da horizontal da força resultante. O U. S. Bureau of Reclamation(1976) não estabelece verificação equivalente para o tombamento, focando a análiseno estudo das tensões na base.Para a verificação da estabilidade da estrutura ao deslizamento, as 3instituições definem o cálculo de um fator de segurança do deslizamento. O critérionacional da Eletrobrás (2003) apresenta fatores de segurança parciais mínimos paraa coesão e para o atrito, enquanto alguns critérios internacionais apresentam fatoresde segurança globais mínimos para esta verificação. Estes fatores de segurançaparciais são inseridos para reduzir o risco devido à variação dos valores de coesão eatrito no local da construção.A análise de tensões nas estruturas pode ser feita, a um nível menosavançado de projeto, pela teoria clássica de flexão composta da resistência dosmateriais. Os critérios do U. S. Army Corps of Enginners (1995) propõe umaverificação das tensões através da localização da força resultante (também utilizadona verificação da estabilidade ao tombamento). Com o desenvolvimento dosmétodos numéricos e da capacidade de processamento de dados obteve-se umaferramenta que possibilita a análise do problema em suas múltiplas formas. Oestudo dos métodos numéricos para a análise de tensões não foi foco destetrabalho.No trabalho foi apresentada uma análise de sensibilidade à dependência dosparâmetros de resistência geotécnicos e dos materiais aplicados. A maioria dasrupturas de barragens estão relacionadas com problemas de fundação, e há umgrande risco de desastres quando as investigações e parametrizações não sãorealizadas adequadamente.

155Sendo assim esse trabalho visa demonstrar a necessidade de sejam feitasinvestigações e parametrização dos materiais da maneira mais criteriosa possível,para que além de diminuir o risco, também diminui-se a quantidade de materialnecessário para a construção pois as certezas serão maiores. Assim pode-seconstruir mais seguro e sustentável.Sabemos que o CCR suporta tensões da ordem de 7 a 10 MPa, foiobservado na análise de estabilidades que na pior situação encontrou-se umatensão de 7,17 MPa, dentro o esperado para a utilização de CCR.No trabalho foi realizada uma interação entre diversas geometrias eparâmetros geotécnicos, representado pelo ângulo de atrito entre a estrutura e arocha. Analisando os resultados concluímos que na análise de estabilidade aotombamento, o principal fator, determinante para maior segurança da estrutura, é ofator de geometria. Pudemos observar que quanto menor a declividade da barragemmais estável ela é, com fatores muito parecidos para as alturas de 60, 90 e 120m.Outra conclusão bastante interessante é referente à análise aodeslizamento. Os principais fatores responsáveis pela segurança é o ângulo de atritoentre a rocha e a estrutura e a altura.A análise do efeito da inclinação do leito do rio, mostra como era esperado,uma grande influência nos parâmetros de estabilidade, deteriorando rapidamente ascondições de segurança com o aumento da declividade.Também é importante mencionar que, nas barragens a fio d’água, onde adiferença entre o nível máximo normal e o máximo maximorum é relativamentepequena em relação à altura total, há predominância do CCN sobre o CCE e CCL.Como pode ser demonstrado, os modelos e sistemas construtivos debarragens de concreto à gravidade são conhecidos e confiáveis, bem como em umaanálise simples de sensibilidade, percebe-se a importância relativa dos diversosparâmetros existente. A necessidade de investigações adequadas para adeterminação dos parâmetros da interface concreto-rocha mostra-se evidente, bemcomo se apresenta fundamental a determinação da topografia local para verificaçãoda geometria do leito do rio. O trabalho não visitou os efeitos das inclinações dasombreiras, tampouco das elevações dos níveis de jusante, que ficaram para umpróximo estudo dentro na Universidade Federal do Paraná.

1568. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASALVES, C. apud JOHN, V. M. A construção, o meio ambiente e a reciclagem..Disponívelem:. Acesso em: 10/01/2013.ANA. Disponível em: < http://www2.ana.gov.br/Paginas/default.aspx>. Acesso em:16/01/2013.ANEEL. Disponível em: < http://www.aneel.gov.br/>. Acesso em: 16/01/2013.ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica. Atlas de energia elétrica do Brasil.Brasília: ANEEL, 2002.ÂNGULO, S. C.; ZORDAN, S. E.; JOHN, V. M. Desenvolvimento Sustentável e aReciclagem de Resíduos na Construção Civil. Trabalho apresentado no IVSeminário Desenvolvimento Sustentável e a Reciclagem na Construção Civil -Materiais Reciclados e suas aplicações, São Paulo, 2001.BARREIRO JUNIOR, L. A. M. B. Análise comparativa da viabilidade financeiraentre projetos de geração termoelétrica a gás e a carvão. 72 f. Dissertação(Mestrado em Administração) Faculdade de Economia e Finanças IBMEC, Rio deJaneiro, 2008.BIANCHINI, M. Análise da influência dos teores de sílica ativa na produção deconcretos de alta resistência em central dosadora de concreto. 148 f.Dissertação (Mestrado em Construção Civil), Universidade Federal do Paraná,Curitiba, 2010.BRETAS, E. M.; LÉGER, P.; LEMOS, J. V.; LOURENÇO, P. B.; RAMOS, J. M.Análise e reforço de barragens gravidade. Trabalho apresentado no EncontroNacional Conservação e Reabilitação de Estruturas, Lisboa, 2010.

157BRETAS, E. M.; LÉGER, P.; LEMOS, J. V.; LOURENÇO, P. B. Avaliação de umaproposta de reforço de uma barragem gravidade. Trabalho apresentado no VIISimpósio sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas, São Paulo, 2010.BRETAS, E. M.; LEMOS, J. V.; LOURENÇO, P. B. AVALIAÇÃO DA PROPAGAÇÃODE FISSURAS NA SUPERFÍCIE DE FUNDAÇÃO DE BARRAGENS GRAVIDADE.Disponível em:. Acesso em: 07/02/2013.CEBDS - Conselho Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável.Marina Grossi et al. Visão Brasil 2050. Rio de Janeiro, 2004.CORRÊA, L. R. Sustentabilidade na Construção Civil. 70 f. Monografia(Especialização em Construção Civil). Universidade Federal de Minas Gerais, BeloHorizonte, 2009.CORREA, T. B.; MELO, E.; COSTA, A. M. da. Análise e avaliação teórica dos leilõesde compra de energia elétrica proveniente de empreendimentos existentes no brasil.Economia, Brasília, v. 7, n. 3, p. 509-529, 2006.COMISSÃO MUNDIAL SOBRE MEIO AMBIENTE E DESENVOLVIMENTO.Relatório Brundtland: Nosso Futuro Comum, 2 ed. Rio de Janeiro: Editora daFundação Getúlio Vargas, 1991.DA SILVA, L. M. C. Açudes e reservatórios: mecanismos técnicos, legais einstitucionais para uma gestão sustentável. 320 f. Tese (Doutorado emDesenvolvimento Sustentável), Universidade de Brasília, Brasília, 2002.DAS, B. M. Fundamentos de Engenharia Geotécnica. Tradução All Task. 6 ed.São Paulo: Thomson Learning, 2007.DE MEDEIROS, M. H. F.; ANDRADE, J. J. de O.;HELENE, P. Durabilidade e VidaÚtil das Estruturas de Concreto. In: ISAIA, C. G. Concreto: Ciência e Tecnologia. volI. São Paulo: IBRACON, 2011. p.773-808.ELETROBRÁS. Critérios de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas, 2003.ELETROBRÁS. Diretrizes para Estudos e Projetos de Pequenas CentraisHidrelétricas, 1998.

158FEDERAÇÃO DAS INDÚSTRIAS DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO – FIRJAN –SEBRAE. Isabelle Ramos Feitosa, et al. Manual de Licenciamento ambiental:guia de procedimento passo a passo. Rio de Janeiro, 2004.FEPAM. Licenciamento ambiental. Disponível em:. Acessado em: 12/01/13.FREITAS, M. A. V.; SOITO, J. L. S. Energia e recursos hídricos. ParceriasEstratégicas, Brasília, n. 27, p. 177-215, 2008.FUNAHASHI JÚNIOR, E. I.; KUPERMAN, S. C. Estudo de tensões térmicas emvertedouro de pequena central hidrelétrica. Trabalho apresentado no VIISimpósio sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas, São Paulo, 2010.FUNAI. Disponível em: . Acesso em: 11/01/2013FUSCO, P. B. Estruturas de concreto: fundamentos do projeto estrutural. SãoPaulo: McGraw-Hill do Brasil, Ed. da Universidade de São Paulo, 1976.GAMA, P. S. dos S. Injeção de caldas de cimento em fundações rochosas debarragens: Revisão crítica de metodologias. 200 f. Dissertação (Mestrado emGeotecnia), Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa,Lisboa, 2012.GUTSTEIN, D. Estudo das Tensões em Fundações de Barragens de Gravidadede Concreto pelo Método dos Elementos Finitos. 278 f. Dissertação (Mestradoem Engenharia Civil). Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2003.GUTSTEIN, D. Projeto de Estruturas de Barragens de Gravidade de Concretopor meio de Métodos Computacionais: Visão Geral e Metodologia. 291 f. Tese(Doutorado em Engenharia Civil). Universidade Federal de Santa Catarina,Florianópolis, 2011.IBAMA - Atribuições. Disponível em: .Acessoem: 11/01/2013.

159IBGE – INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Isabelle.Sinopse do Censo Demográfico, 2010. Rio de Janeiro, 2011.ICOLD - CIGB. As barragens e a água do mundo: Um livro educativo que explicacomo as barragens ajudam a administrar a água do mundo. Tradução Texto FazComunicação S/S Ltda. Curitiba: Núcleo regional do Paraná, 2008.IHA - INTERNATIONAL HYDROPOWER ASSOCIATION. 2012 Activity Report.London: IHA, 2012.IHA - INTERNATIONAL HYDROPOWER ASSOCIATION. HydropowerSustainability Assessment Protocol. London: IHA, 2011.Implementação de programas de segurança de barragens com foco nogerenciamento dos riscos geológicos.IPCC - INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE. RenewableEnergy Sources and Climate Change Mitigation. Cambridge: CambridgeUniversity Press, 2012.IPHAN. Disponível em: < http://portal.iphan.gov.br>. Acesso em: 11/01/2003.IRN - International Rivers Network. O Setor Elétrico Brasileiro e aSustentabilidade no Século 21: Oportunidades e Desafios. 2ª edição. Brasília: IRN,2012.ITAIPU. Mitos e Fatos. Disponível em:. Acesso em: 20/01/2013.JACOBI, P. Educação Ambiental, Cidadania e Sustentabilidade. Cadernos dePesquisa, São Paulo, n. 118, p. 189-205, 2003.JARDIM, W. F. D. Métodos para Restringir o Fluxo d’Água sob Barragens Assentesem Espessos Aluviões Permeáveis. Revista Tecnologia, Fortaleza, p. 24-28, 1989.

160JOHN, V. M. Materiais de Construção Civil e o Meio ambiente. In: ISAIA, G. C.Materiais de Construção Civil e princípios de ciência e engenharia demateriais. vol I. São Paulo: IBRACON, 2010. p.97-122.JOHN, V. M.; SATO, N. M. N.; AGOPYAN, V.; SJÖSTRÖM, C. Durabilidade esustentabilidade: Desafios para a construção civil brasileira. Traballhoapresentado no II Workshop sobre Durabilidade das Construções. São José dosCampos, 2001.KANJI, M. A. Parecer Técnico sobre as causas da ruptura da barragem deCamará. São Paulo: MINISTÉRIO PÚBLICO DA PARAÍBA, 2004. 26 p. Relatóriotécnico.KOCHEN, R. Segurança no projeto, construção e operação de barragens. SãoPaulo, jun. 2009. Palestra proferida para o IBC Brasil.KUPERMAN, S. C. Concreto Massa Convencional e Compactado com Rolo paraBarragens. In: ISAIA, G. C. Concreto: Ciência e Tecnologia. vol I. São Paulo:IBRACON, 2005. p.1259-1296.LEVIS, S. D. Verificação da eficácia dos sistemas de vedação e drenagem emfundações de barragens de concreto: Uma ameaça a sua integridade. 195 f.Dissertação (Mestrado em Geotecnia), Escola de Engenharia de São Carlos daUniversidade de São Paulo, São Paulo, 2006.LUNA, D; VETTORAZZO, L. Custo de térmicas já ultrapassa R$ 1 bi e ameaçaredução de tarifa. Folha de São Paulo, Rio de Janeiro, 09 janeiro 2013. Disponívelem: . Acesso em: 09/01/2013.LUVEZUTTI, C. et al. Energia Hidráulica. 44 f. Trabalho de Graduação(Bacharelado em Agricultura), Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz daUniversidade de São Paulo, Piracicaba, 2011.MACHADO, M. M.; MOUCO, J. do C.; SORAES, C. A. P. Gestão Sustentável: ogerenciamento dos resíduos sólidos da indústria da construção civil. Trabalhoapresentado no XII Simpósio de Engenharia de Produção, Bauru, 2006.

161MARQUES FILHO, J. Concreto massa e Compactado a Rolo. In: ISAIA, G. C.Concreto: Ciência e Tecnologia. vol II. São Paulo: IBRACON, 2011. p.1399-1448.MARQUES FILHO, J. Introdução á patologia de barragens de concreto:conceitos fundamentais. No prelo.MARQUES FILHO, J. Maciços experimentais de laboratório de concretocompactado com rolo aplicado às barragens. 247 f. Tese (Doutorado emConstrução Civil), Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2005.MARQUES FILHO, J. Patologia em Barragens. São Paulo, jun. 2012. Aula proferidapara o curso de pós-graduação do instituto IDD.MARQUES FILHO, J. Visão socioambiental do setor elétrico brasileiro. Curitiba, 24out. 2012. Palestra proferida para a Companhia Paranaense de Energia Elétrica –COPEL.MARTINS, D. M. R. Setor Elétrico Brasileiro: Análise do Investimento de Capitalem Usinas Termelétricas. 86 f. Dissertação (Mestrado em Economia). PontifíciaUniversidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2008.MARTINS, H. Dilemas da república tecnológica. Análise Social, Lisboa, vol. XLI(181), p. 959-979, 2006.MEDEIROS, C.H. Implementação de programas de segurança de barragens comfoco no gerenciamento dos riscos geológicos. São Paulo, 23 jun. 2009. Palestraproferida para o IBC Brasil.MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto: microestrutura, propriedades emateriais. Tradução Cristina Borba. 1 ed. São Paulo: IBRACON, 2008.MME - Ministério de Minas e Energia. Balanço Energético Nacional 2012: Anobase 2011. Rio de Janeiro: EPE, 2012.MME - Ministério de Minas e Energia. Manual de Inventario Hidroelétrico deBacias Hidrográficas. Rio de Janeiro: CEPEL, 2007. e-papers. Disponível em: Acesso em: 18/01/2013.

162MME - Ministério de Minas e Energia. Resenha Energética Brasileira: Exercício de011 Resultados Preliminares. Brasília: MME, 2012.MPU – MINISTÉRIO PÚBLICO DA UNIÃO. Disponível em:. Acesso em: 11/01/2013NEVES, M. M. Difficulties in expanding hydropower generation in Brazil. TheMinerva Program Report, The george washington university, Washington, 2009.NOVAK P.; MOFFAT , A.I.B.; NALLURI C.; NARAYANAN R. Hydraulic Structures.3rd. ed. London: Spon Press, 2004.NUNES, C. M. Regulamentação da lei de segurança de barragens. Rio de Janeiro,27 out. 2011. Palestra proferida no XXVIII Seminário Nacional de GrandesBarragens.OLIVEIRA, A. G. S. de. Análise da eficácia dos dispositivos de vedação edrenagem em fundações permeáveis de barragens de terra. 181 f. Dissertação(Mestrado em Geotecnia), Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade deSão Paulo, São Paulo, 2008.ONS. Disponível em: < http://www.ons.org.br/home/>. Acesso em: 17/01/2013ONU - A ONU e a população mundial. Disponível em: .Acesso em: 09/01/2013.PINTO, A. V. GESTÃO DE RISCOS E SEGURANÇA DE BARRAGENS. Salvador,19 nov. 2008. Palestra proferida no 3º Simpósio de Segurança de Barragens eRiscos Associados.PROENÇA, S. P. B. Curso de Resistência dos Materiais – Notas de Aula – Vol. 1.USP. Departamento de Engenharia de Estruturas, São Carlos, abril de 2005.QUINTAS, J. S. Introdução à gestão ambiental pública. 2ª. ed. Brasília: IBAMA,2006.

163REGO, E. E. Proposta de aperfeiçoamento da metodologia dos leilões decomercialização de energia elétrica no ambiente regulado: aspectos conceituais,metodológicos e suas aplicações. 248 f. Tese (Doutorado em Ciências), EscolaPolitécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012.SOUZA, A. do N. Licenciamento ambiental no Brasil sob a perspectiva damodernização ecológica. 226 f. Dissertação (Mestrado em Ciência Ambiental),Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009.STACHERA JUNIOR, T. Avaliação de emissões de CO2 na construção civil: umestudo de caso da habitação de interesse social no Paraná. Trabalho apresentadono XXVIII Encontro Nacional de Engenharia de Produção, Rio de Janeiro, 2008.TAMASHIRO, F. A. Análise de Estabilidade Global de Barragens de Gravidadede Concreto Utilizando Ferramenta Computacional. 88 f. Trabalho de Conclusãode Curso (Bacharelado em Engenharia Civil). Universidade Federal de SantaCatarina, Florianópolis, 2008.TOLMASQUIM, M. T. A visão do planejamento do setor elétrico. São Paulo, 11 nov.2008. Palestra proferida no Encontro para Debates de Assuntos de Operação.USACE – U. S. ARMY CORPS OF ENGINEERS. Gravity Dam Design. 1995.USBR – U. S. BUREAU OF RECLAMATION. Design of Gravity Dams. 1976.USBR – U. S. Bureau of Reclamation. Design of Small Dams. 1987.UHE MAUA – Consórcio Energético Cruzeiro do Sul. Disponível em:.Acesso em: 23/01/2013VAINER, C. B. Recursos hidráulicos: questões sociais e ambientais. EstudosAvançados, São Paulo, v. 21, n. 59, p. 119-137, 2007.WCD – WORLD COMMISSIONS ON DAMS. Dams and development: a newframework. London: Earthscan Publications Ltd, 2000.WWF - WORLD WILDLIFE FUND. The Energy Report: 100% renewable energyby 2050. Switzerland: WWF, 2011.

164YEMAL, J. A.; TEIXEIRA N. O. V.; Nääs, I. A. Sustentabilidade na ConstruçãoCivil. Trabalho apresentado no 3rd INTERNATIONAL WORKSHOP ADVANCES INCLEANER PRODUCTION, São Paulo, 2011.