Controlo de Segurança de Barragens

As grandes barragens de betão são estruturas com risco potencial significativo, nas quais as actividades de observação e controlo de segurança assumem particular importância, sendo de destacar a existência de um Regulamento de Segurança de Barragens (RSB) e de Normas específicas que regulam estas actividades durante as diferentes fases da vida destas obras, incluindo o projecto, a construção, a exploração e, em alguns casos, o seu abandono ou demolição. Nestas obras é comum o desenvolvimento deste tipo de actividades, sendo particularmente útil a possibilidade de recurso a metodologias de retroanálise para a determinação de diversos tipos de parâmetros relacionados com os modelos de previsão, nomeadamente dos que caracterizam as propriedades dos materiais.

Entre os mais graves impactos destas grandes obras (barragens), encontram-se os associados às ondas de cheia provocadas por eventuais roturas. Com efeito, este tipo de acidente pode ter consequências catastróficas em termos de perdas humanas e de perdas materiais, semelhantes às dos maiores desastres naturais.

Assim sendo, o Controlo de Segurança de uma barragem é o conjunto de medidas a tomar nas várias fases de vida da obra com vista ao conhecimento adequado e continuado da barragem, à detecção oportuna de eventuais anomalias e a uma intervenção atempada e eficaz sempre que esta se revele necessária. Este controlo de segurança integra a segurança estrutural, que procura garantir a segurança à rotura e a funcionalidade da estrutura (neste caso a barragem), a segurança hidráulico-operacional, que está relacionada com a funcionalidade e operacionalidade dos órgãos hidráulicos e a segurança ambiental, relacionada com os impactes ambientais resultantes da construção da barragem e da exploração da água armazenada na albufeira.

Os métodos de retroanálise inserem-se naturalmente no conjunto das metodologias de observação das obras e assim sendo é importante afirmar que o cerne das actividades de observação de barragens, é a múltipla avaliação e validação dos modelos de simulação do comportamento, das medições efectuadas e dos parâmetros que caracterizam e condicionam esse comportamento, tendo em vista a elaboração e justificação de um juízo sobre as condições de segurança das obras. O que está em causa é o comportamento real da estrutura, nas condições reais em que é explorada, tendo em vista a possibilidade de detecção de eventuais anomalias de funcionamento. Para isso é fundamental a definição de sistemas de instrumentação que ao longo da vida da obra (barragem) servirão para o controlo das acções, da evolução das propriedades estruturais e das respostas das estruturas, incluindo-se, neste contexto, todos os ensaios e registos a efectuar para caracterização daquelas propriedades. É neste âmbito em que surge a necessidade de instrumentação de barragens, conforme se indica na figura 1, onde se apresentam alguns sistemas de observação (medição de deslocamentos, extensões, tensões e deformabilidade do betão) da barragem do Alto Lindoso, uma abóbadade grandes dimensões recentemente construída em Portugal.

Com base em factores de apreciação das condições de risco (Quadro 1), associados a factores exteriores ou ambientais (factor E), associados à barragem em termos de qualidade e características (factor F) e associados a factores humanos e económicos (factor K), sendo E=1/5Σ5i=1αi F=1/5Σ9i=6αi R=1/5Σ5i=10αi, calculando o índice global, teremos αg=EFR

Posto isto, e atendendo a que o controlo da segurança estrutural das barragens se baseia na caracterização das acções, é de grande importância fazer uma breve referência das grandezas que fazem parte das acções a considerar:

a) Peso próprio
O peso próprio é uma força distribuída no volume da estrutura, cuja intensidade fica bem caracterizada conhecido o peso específico do betão.

b) Variações de temperatura
O conhecimento da temperatura do ar e da temperatura da água da albufeira a diferentes profundidades é importante.

c) Acções devidas à criação e exploração da albufeira
As acções da água são, na generalidade das obras, as mais importantes do ponto de vista da segurança estrutural. As acções da água manifestam-se através de:

Figura 1- Sistemas de observação da barragem do Alto Lindoso (deslocamentos, extensões, tensões,
deformabilidade do betão)

 Quadro 1- Apreciação das condições de risco - Factores de risco

• Pressão hidrostática actuando a montante e a jusante, no conjuntobarragem, fundação, reservatório, caracterizada pelas alturas de água amontante e a jusante.

• Subpressão, actuando na fronteira entre a barragem e a fundação, em superfícies de compartimentação no maciço de fundação e no reservatório.

• Forças de massa devidas à percolação na fundação e no reservatório

• Vibrações decorrentes sismicidade eventualmente induzida pela criação do reservatório

• Alteração devida a reacções químicas, dos materiais da fundação, designadamente os materiais de enchimento das fracturas e das cortinas de consolidação e de impermeabilização, e do betão, controladas a partir de análises físicas e químicas, regulares, da água da albufeira e da água drenada.
 

d) Acções sísmicas
As acções sísmicas podem ser caracterizadas probabilisticamente quando de origem tectónica e não afectadas pela criação da albufeira.

Excerto Adapatado
Artigo: Controlo de segurança de barragens, Utilização de Métodos de Retroanálise na identificação de parâmetros relativos a propriedades dos materiais