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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E CIÊNCIAS AMBIENTAIS DECAM CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

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Academic year: 2022

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PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E CIÊNCIAS AMBIENTAIS – DECAM CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

JUCENARIO LINDOLFO DE FREITAS

ANÁLISE DO FLUXO E ESTABILIDADE EM BARRAGEM DE TERRA DE PEQUENO PORTE: ESTUDO DE CASO NO SEMIÁRIDO NORDESTINO

MOSSORÓ

2020

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JUCENARIO LINDOLFO DE FREITAS

ANÁLISE DO FLUXO E ESTABILIDADE EM BARRAGEM DE TERRA DE PEQUENO PORTE: ESTUDO DE CASO NO SEMIÁRIDO NORDESTINO

Monografia apresentada a Universidade Federal Rural do Semi-Árido - UFERSA como requisito para obtenção do título de Engenheiro Civil.

Orientador: FELIPE AUGUSTO DANTAS DE OLIVEIRA

Coorientador : JOAQUIM ÓDILON PEREIRA

MOSSORÓ

2020

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JUCENARIO LINDOLFO DE FREITAS

ANÁLISE DO FLUXO E ESTABILIDADE EM BARRAGEM DE TERRA DE PEQUENO PORTE: ESTUDO DE CASO NO SEMIÁRIDO NORDESTINO

Monografia apresentada a Universidade Federal Rural do Semi-Árido - UFERSA como requisito para obtenção do título de Engenheiro Civil.

Defendida em: 05/02/2020 .

BANCA EXAMINADORA

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À Deus, por ter me dado proteção, benção e força de vontade para nunca ter desistido, mesmo em épocas difíceis;

Agradeço ao meu orientador professor Felipe Augusto por dispor a sua pessoa para fazer parte da minha orientação, dando grande força;

Agradeço ao meu coorientador professor Joaquim Odilon por aceitar a me ajudar mesmo sendo de outro departamento, sempre me ajudando em tudo que foi possível em relação ao trabalho, fazendo viagens comigo para catalogar os materiais;

Aos professores Me. Manoel Leandro Araújo e Farias e Me Rutilene Rodrigues da Cunha por aceitar com tanta atenção participar da banca examinadora;

Aos professores que tive no decorrer da graduação, por transmitirem seus significados na vida dos seus alunos;

A minha avó Ózelita Marinheiro de Sá (In memoriam) por todo seu amor;

A minha tia Maria Jose Bezerra por ter me ajudado muito na minha vida;

Agradeço aos meus pais e aos meus irmãos, principalmente minha mãe por existirem na minha vida dando apoio moral em situações difíceis;

Agradeço aos meus colegas de faculdade por cederem materiais importante para ajudar

na pesquisa do meu trabalho;

(6)

RESUMO

Como todos sabem a região nordeste e principalmente o semiárido sofre com a seca e quando chove, elas são bem concertadas. Muitos constroem barragens para reter as águas dessas chuvas para ser utilizados em época de chuvosa. E a maioria dos proprietários quando vão construir barragens nas suas propriedades devido ao custo, não procura um profissional adequado, com isso, muitos delas são construídas sem as devidas exigências de normas, fazendo que muitas delas tenham problemas no futuro. O devido trabalho foi avaliar o fluxo e a estabilidade de uma barragem de terra de pequeno porte na propriedade de Nartécio Pereira, Sítio Barra, município de Riacho dos Cavalos. Com base nos dados obtidos a partir de coletas e estudos nessa área pode-se determinar um plano de ação capaz de proporcionar uma correção nos problemas encontrados ou nos que possam surgir. O experimento foi feito no laboratório de Física e Manejo de Solo e no laboratório de Dinâmica do Solo na Interação Solo-máquina da Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA, campo central, no período de outubro de 2019 a janeiro de 2020. As amostras de solo coletadas foram utilizadas para determinação da umidade, densidade do solo seco, densidade de partículas, índice de vazios e a permeabilidade do solo, com os resultados obtidos, foram possíveis determinar a quantidade de água que estava sendo percolado pela parede do açude e, lançado no software Rocscience Slide 6.0 versão Trial para verificar a estabilidade da barragem. Deve-se salientar que neste estudo de caso, trata-se de uma barragem de pequeno porte com volume de água muito inferior ao de uma barragem de controle de cheias. Mesmo considerando uma vazão baixa 7,6x10

-4

l/s/m, este volume significa um valor alto considerando a necessidade de armazenamento de água para região, uma vez que acarreta perda de 3966 l/dia com relação ao comprimento da bacia hidráulica. Com alguns resultados verificou-se que o açude apresenta uma estabilidade desejável em relação ao fator de segurança da parede do açude, já com relação a velocidade de descarga de fluxo no maciço e na jusante pode-se observar que deu um valor acima do esperado. Estudos mais apurados devem ser executados no quesito de se aferir a estabilidade na parede do açude, para então cuidados serem tomados para a melhoria da estabilidade por autoridades competentes.

Palavras-chave: Permeâmetro. Taludes. Fluxo de água no Maciço. Granulometria. Métodos

computacionais.

(7)

Figura 1 – Método das fatias ... 15

Figura 2 – Imagem de satélite da área de coleta das amostras de solo localizada no município de Riacho dos Cavalos – PB ... 21

Figura 3 – Imagem de satélite exibindo os pontos de coleta das amostras ... 23

Figura 4 – Solo retirado da estufa para determinação da umidade. ... 24

Figura 5 – Picnômetros para determinação de densidade das partículas ... 25

Figura 6 – Detalhe do permeâmetro utilizado ... 26

Figura 7 – Detalhe do pistão compactador, cilindro auxiliar de abastecimento, anel volumétrico e célula edométrica (da esquerda para direita) ... 27

Figura 8 – Característica dos materiais ... 28

Figura 9 – Fatores de segurança à montante e à jusante ... 34

Figura 10 – Valores da velocidade de descarga de água ... 35

Figura 11 – Patologias na jusante da parede do açude ... 36

(8)

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Valores da Granulometria e classe textural ... 29

Tabela 2 – Valores de umidade, densidade do solo, densidades de partículas e índice de vazios

... 30

Tabela 3 – Valores para determinar o coeficiente de permeabilidade em um período de 60

segundo ... 32

Tabela 4 – Valores para determinar vazão de água na parede do açude em um período de um

dia ... 32

Tabela 5 – Apresentação de valores das amostras feitas em condições normais e a simulação

... 33

(9)

1 INTRODUÇÃO ... 9

2 OBJETIVO ... 11

GERAL ...11

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...11

3 REFERENCIAL TEÓRICO... 12

BARRAGENS ...12

Tipos de barragem ...13

ESTABILIDADE DE TALUDES...15

AVALIAÇÃO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS ...15

Percolações ...18

Permeabilidade ...18

Instabilidade de taludes ...19

Problemas causados por negligência na manutenção ...19

POROSIDADE DO SOLO ...19

COMPACTAÇÃO DO SOLO ...20

4 METODOLOGIA ... 21

LOCAL DA COLETA ...21

COLETA DAS AMOSTRAS ...22

Estruturas indeformadas ...22

Estruturas deformadas ...22

ENSAIOS DE LABORATÓRIO ...23

Umidade do solo ...23

Densidade o solo ...24

Densidade de partículas ...25

Porosidade total ...25

Permeabilidade ...26

PROCESSO DE SIMULAÇÃO DE PERMEABILIDADE ...27

ANÁLISE DA ESTABILIZAÇÃO DE TALUDES ...27

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 29

GRANULOMETRIA ...29

UMIDADE DO SOLO ...30

DENSIDADE DO SOLO ...31

DENSIDADE DE PARTICULAS ...31

POROSIDADE DO SOLO ...31

(10)

PERMEABILIDADE DO SOLO ...32

VERIFICAÇÃO DA ESTABILIDADE ...33

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 37

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...38

(11)

1 INTRODUÇÃO

O Nordeste é uma região geográfica com uma área absoluta de mais de 1.500.000 km

2

, correspondendo a quase 20% da superfície territorial brasileira, cujo semiárido detém de característica climática comum, do interior baiano ao piauiense: com secas periódicas e precipitações pluviométricas concentradas. Essa extraordinária variação pluviométrica tornou tal espaço de grande interesse para a pesquisa e a intervenção pública, sobretudo quando associadas ao estímulo à produção agrícola tecnificada favorecida pela grande insolação, que alcança uma média anual de 2.800 horas/ano de sol. A intensidade da evaporação responde pelo balanço hídrico deficitário da referida sub-região (DNOCS, s.d.).

As barragens são definidas como “qualquer obstrução em um curso permanente ou temporário de água ... para fins de retenção ou acumulação de substâncias líquidas”

(Ministério da Integração Nacional, 2006, p.1). Onde há uma barragem, a montante imediata apresenta uma acumulação incomum de água, o que incita significados ambíguos para os que vivem nas áreas ocupadas imediatamente a jusante, o mesmo podendo se dizer acerca dos empreendimentos menores, como os açudes.

Barragens simbolizam progresso. Elas são, na expressão de McCully (1996), mais do que “simples máquinas de geração de eletricidade e estocagem de água”. São a expressão de uma ideologia dominante no contexto de modernidade tardia, projetadas para significar grandeza, poder e dominação, expressão material de como a técnica potencializa a afluência regional e representação da prosperidade viável que os empreendedores desejam que as obras civis e o reservatório assumam no imaginário dominante.

As barragens de terra são os tipos mais comuns de barragens devido a sua construção envolver a utilização de material facilmente obtido em localidades próximas. Porém, esse tipo de estrutura possui a desvantagem de sofrer com a percolação de água no interior de seu maciço (Rojas et al, 2006).

As barragens não são obras destinadas a impedir totalmente a passagem de água, seja por suas fundações ou pelos aterros (Oliveira, 2012). Entretanto, a perda de agua que ocorre através dos maciços das pequenas barragens de terra construídas no semiárido brasileiro pode tornar o projeto de construção dos reservatórios de agua inviável.

Na maioria dos casos os projetos são executados por pessoas com mínimo de

qualificação e conhecimento do estudo das jazidas apropriadas para a construção dos maciços

e dos métodos de compactação para evitar a máxima permeabilidade da água no interior da

(12)

10

parede. E de acordo com (Rojas et al, 2006), uma das principais vantagens das barragens de terra, é que estas podem ser construídas sobre fundações de resistência mais baixas, quando comparada com barragens de concreto.

De um modo geral as propriedades geotécnicas dos solos relevantes ao projeto de uma barragem de terra são homogeneidade, compressibilidade, permeabilidade, resistência ao cisalhamento incluindo as pressões neutras desenvolvidas durante a construção do maciço, flexibilidade e resistência a erosão interna. Entretanto, dependendo da zona do maciço, alguma destas propriedades são parcialmente ou totalmente irrelevantes. Um exemplo de propriedade irrelevante é a permeabilidade do material que conforma os espaldares.

O devido trabalho visa o estudo do maciço de uma barragem de terra de médio porte

da região de Riachos dos Cavalos - PB, barragem de Natércio Cassimiro, sítio Barra. O

estudo, torna crucial, justamente pelo fato da barragem servir como auxílio na subsistência da

família e outras famílias que moram circunvizinhas existente naquela região. Pois, no interior

onde a maior parte da renda das famílias é a agricultura e pecuária, o recurso que se torna

essencial para o desenvolvimento dessas atividades é a água. Mesmo elas usufruindo dos

recursos obtido pelo uso da água daquela barragem não há uma importância para preservação

e manutenção do talude da barragem. Com isso, é preciso com o estudo, apontar os problemas

que podem ocasionar no reservatório e, com as conclusões dar uma solução aos problemas.

(13)

2 OBJETIVO GERAL

Analisar o fluxo e a estabilidade de uma barragem de terra de pequeno porte em uma propriedade no município de Riacho dos Cavalos – PB.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

 Avaliar por meio de amostras de solo coletadas no maciço da barragem a perda de água em função da permeabilidade;

 Simular em laboratório, condições diferentes de permeabilidade como indicador de redução de perdas de água, utilizando ensaios Permeâmetro.

 Gerar um modelo computacional da barragem com auxílio de equipamentos topográficos para avaliar a estabilidade do talude;

 Determinar as frações inorgânicas do solo;

 Avaliar os atributos fisicoestruturais do solo.

(14)

12

3 REFERENCIAL TEÓRICO

BARRAGENS

Barragens são estruturas projetadas, utilizadas como reservatório para contenção e acumulação de substâncias líquidas ou de mistura de líquidos e sólidos provenientes do processo de beneficiamento de minérios. As barragens foram, desde o início da história da Humanidade, fundamentais para seu desenvolvimento. Descobertas arqueológicas recentes indicam que barragens simples de terra e redes de canais foram construídas já em 2.000 a.C.

para fornecer às pessoas fontes confiáveis da água. Em nível mundial, algumas das barragens mais antigas de que há conhecimento situavam-se, por exemplo, no Egito, Médio Oriente e Índia (FRITZEN, 2008).

As barragens desde que começaram a ser construídas têm sido parte vital da civilização humana. A história revela que estas são fator importante no desenvolvimento das sociedades, principalmente aquelas que depende diretamente da irrigação. Sendo uma estrutura que tem a capacidade de reter grandes quantidades de água, permite que seja aproveitada para vários fins, como a irrigação, o controle de cheias, geração de energia hidroelétrica, abastecimento de água, navegação, atividades recreativas, entre outras (JANSEN, 1988 apud SANTOS 2012).

Na região do semiárido nordestino, as barragens possibilitam a sobrevivência da população quanto ao abastecimento de água. As secas que assolam essa região são frequentes e intensas, o que torna a existência de reservatórios de água imprescindível para a permanência da população e para o desenvolvimento das atividades humanas nesses locais, possibilitando o crescimento da região (Oliveira, 2014).

Ainda segundo Oliveira (2014), considerando a necessidade da máxima retenção de água, relata a importancia se prever, evitar e controlar as vazões de percolação e as poropressões desenvolvidas pelo fluxo de água no corpo do maciço.

Menescal et al. (2005) estimam que, atualmente, estejam em operação 70 mil açudes, de todos os tamanhos, no Nordeste brasileiro. Só o Ceará comportaria algo em torno de 30 mil, um açude a cada 5 km

2

, alguns apresentando nomes singulares como “vai quem quer”,

“veremos”, “vamos ver”, “apertado da hora”, “boi morto” etc. No caso da bacia do rio

Jaguaribe, os autores estimam a existência de um açude a cada 1,5 km

2

.

(15)

Tipos de barragem

De acordo com Oliveira (2008), existem dois tipos de barragens principais que são as de terra ou de terra-enrocamento, e as barragens de concreto.

a) Barragens de Terra

Barragens de terra ou de terra-enrocamento são normalmente construídas com materiais selecionados, transportados, lançados e compactados com equipamentos apropriados. Podem ser homogêneas, ou zoneadas, dependendo dos volumes e da qualidade dos materiais disponível no local. Barragens zoneadas são construídas de materiais de diferentes características e composições, em cada parte do aterro. Já a homogênea é composta em toda a sua seção de um mesmo material. (Oliveira 2008)

Ainda de acordo com Oliveira (2008), um dos maiores riscos de uma barragem de terra é o seu galgamento, uma vez que não suportam o transbordamento e se forem galgadas certamente irão romper. Para que isso não aconteça, o sistema de vertimento deve ser dimensionado com coeficientes de segurança adequados. Para este mesmo fim é exigido manter uma distância entre o nível da água do reservatório e a crista da barragem, chamada de ou borda livre.

b) Barragens de concreto

Utilizadas, na maioria das vezes, em vales relativamente estreitos, onde haja disponibilidade de rocha sã ou pouco fraturada. Possuem uma parte normalmente rebaixada, em geral no centro do vale, para fins de vertimento. Estas barragens resistem a galgamento sem riscos para ruptura. São projetadas para suportar os empuxos provenientes da pressão de água do reservatório e das subpressões das águas que se infiltram pelas fundações. (Oliveira, 2008)

As barragens de concretos são construídas essencialmente com materiais granulares

produzidos artificialmente aos quais se adicionam cimento e aditivos químicos, são divididas

em cinco tipos diferentes, como ilustrado no quadro 1.

(16)

14

Quadro 1 - Tipos de barragens de concretos

Tipos Imagem Conceitos

Gravidade Barragens maciças de concreto

com pouca armação;

Gravidade Aliviada

Tem estrutura mais leve e é desenvolvida com o objetivo de imprimir menor pressão às fundações ou economizar concreto;

Em Contraforte Ainda mais leve que a barragem de

Gravidade Aliviada, concentra em uma pequena área da fundação os esforços causados pela pressão hidrostática;

Rolado ou Compactado

São uma barragem de gravidade em que o concreto é espalhado com trator de esteira e depois compactado;

Abóbada São aquelas cujas curvaturas

ocorrem em duplo sentido, ou seja, na horizontal e na vertical. Parte das pressões hidráulicas é transmitida às ombreiras por estes arcos.

Fonte: Oliveira (2008)

(17)

ESTABILIDADE DE TALUDES

Segundo Das (2014) existem cinco formas de rupturas de taludes causadas pela instabilidade: queda - consiste no desprendimento de parte do talude; tombamentos - rotação de parte do talude; escorregamentos - deslizamento do solo na superfície de ruptura;

expansões laterais - deslizamento por translação lateral das partículas e; escoamentos -

“movimento, ladeira abaixo, da massa de solo, de forma similar à de fluidos viscosos.

A superfície de ruptura pode variar de acordo com o método e material utilizado, os mais comuns são as rupturas em arco de círculos divididos em fatias ou lamelas, também conhecido como método das fatias. A Figura 1 apresenta o método das fatias.

Figura 1 – Método das fatias

Fonte: Google (2019).

No estudo de estabilidade de taludes, o método mais consolidado para realizar essa análise utiliza o cálculo do Fator de Segurança (FS), baseado na relação entre as forças resistentes que se opõem a ruptura ou a resistência de cisalhamento do solo (s), e a tensão cisalhante atuante, ou resistência mobilizada (τ), a qual induz a ruptura. A estabilidade depende do equilíbrio entre essas forças, como mostrado na Equação 1 (MASSAD, 2010).

𝐹

𝑆

= 𝑠

𝜏 (1)

AVALIAÇÃO DE SEGURANÇA DE BARRAGENS

De acordo com o Manual de Inspeção e Segurança de Barragens, elaborado pelo

Ministério da Integração - MI (2002) o objetivo da inspeção é identificar anomalias ou

(18)

16

preocupações que afetem potencialmente a segurança da barragem. Assim, é importante inspecionar a superfície completa da área de um maciço. A técnica geral é caminhar sobre os taludes e o coroamento, tantas vezes quantas sejam necessárias, de forma a observar a superfície da área claramente. Observando o talude à distância, pode-se revelar um número de anomalias tais como: distorções nas superfícies do maciço, ausência de revestimento, entre outros, Quadro 2 demostra alguns tipos de anomalias.

Segundo Das (2014), a instabilidade do talude é atingida quando as tensões cisalhantes

mobilizadas se igualam à resistência de cisalhamento, isto é, o valor de FS é igual a 1 ou

inferior. Fatores externos podem contribuir para esse estado, como a redução da resistência do

solo ou aumento das forças atuantes, como por exemplo: construções ou passagem de

veículos no topo do talude, saturação do maciço, intemperismos, escavações no pé do talude,

posição do nível da água, entre outros.

(19)

Quadro 2 – Tipos de anomalias

Tipos Imagem Conceitos

Trinca As trincas no maciço se enquadram

nas três categorias: trincas de ressecamento (devido ao ressecamento e contração do solo), trincas transversais e trincas longitudinais.

Depressões As depressões podem ser

classificadas como localizadas ou abrangentes.

Erosões Pode ser considerada uma das

complicações mais frequentes em barragens de terra em geral. São causadores de trincas e fissuras no coroamento, o que pode ocasionar o encurtamento da percolação.

Crescimento de vegetação

Pode provocar trincas afundamentos deflexões ou mal funcionamento na drenagem aumentando o risco de colapso da estrutura;

Tocas de animais Podem até levar à ruptura da

barragem por erosão interna (piping) quando há conexão do reservatório com o talude de jusante ou o encurtamento dos caminhos de percolação ou penetram no núcleo central da barragem.

Fonte: Brasil, 2002

(20)

18

Percolações

Percolação é o fenômeno da passagem de água pelo maciço da fundação, esta pode se tornar um problema quando o solo é levado pelo fluxo da água, ou quando a pressão na barragem ou na fundação aumentam. Quando ela não possui um controle por drenagem interna incorporada na própria barragem e fundação é denominada percolação não controlada.

(BRASIL, 2002).

O aumento de poropressões e saturação, tanto na fundação, quanto no maciço causam perca de resistência. Ocorrem casos que a erosão acaba removendo o material no ponto de saída, a progressão em direção e sentido ao reservatório é, denominado de piping. Pode-se notar indícios de percolação verificando ao longo do maciço, áreas molhadas com vegetação em excesso. Existem técnicas para controlar as percolações com o uso de drenos internos, estes interceptam e descarregam o fluxo no interior do maciço com segurança. Estão inclusos neste método o dreno de pé, o tapete horizontal, o dreno vertical e poços de alívio, os dois ultimos já possuem sua instalação junto ao pé de jusante com a finalidade de reduzir os danos gerados das subpressões dos materiais que tem maior permeabilidade abaixo à camada.

(BRASIL, 2002).

Permeabilidade

Um dos fatores que influem na permeabilidade é o efeito do processo de compactação que evidencia a anisotropia com relação à engenharia da barragem e a permeabilidade, apresentando maior coeficiente é apresentado na direção horizontal quando comparado a vertical. Como resultado, se tem permeabilidades horizontais (k

h

) bem maiores que a vertical (k

v

) e a razão entre a permeabilidade horizontal e a vertical pode varia de k

h

/k

v

≥ 9 a k

h

/k

v

≥ 100 (Fell et al. 1992). Durante o processo de compactação, a umidade influi na conformação da estrutura do solo, influenciando diretamente a permeabilidade. Por exemplo, quando a massa de solo é compactada em estado seco, as partículas se dispõem em estrutura floculada permitindo maior facilidade na passagem de água, em tanto quando compactada em estado úmido gera uma estrutura dispersa que apresenta maior oposição ao fluxo de água.

Pinto (2006) cita que coeficientes de permeabilidade na direção horizontal podem

atingir valores até 15 vezes maiores do que na vertical. No entanto, Cruz (1996) afirma que o

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mais comum é encontrar diferenças na ordem de cinco vezes. Esta razão de permeabilidade é de fundamental importância no estudo de fluxo através de barragens.

As superfícies de uma barragem de terra podem, muitas vezes, fornece indicações a respeito de verificar possíveis movimentações na barragem. Deste ponto de vista, a permeabilidade é um parâmetro importante como indicador.

Instabilidade de taludes

De acordo com (BRASIL, 2002) podemos classificar deslizamentos como deslocamentos que podem ocorrer em dois tipos: Ruptura superficial e Ruptura profunda. O primeiro tipo é quando ocorre no talude de montante uma ruptura superficial que causa um rebaixamento rápido com alguns deslizamentos superficiais, estes não causam ameaça à integridade da barragem, mais podem causar problemas na tomada de água, na parte mais à jusante. Estes deslizamentos podem causar aumento na declividade do talude acarretando perda de resistência da estrutura, essa perca não se dá pelos deslizamentos em si mais sim pela saturação do talude, devido a percolação ou pelo fluxo superficial, fenômenos gerados pelos deslizamentos. Já o segundo é uma grande ameaça a barragem pois é caracterizado por um deslizamento íngreme onde ocorrem trincas em formato de arco sendo um movimento bem definido como rotacional e horizontal. (BRASIL, 2002).

Problemas causados por negligência na manutenção

Manutenção inclui medidas de rotina a serem tomadas para proteger e manter a barragem. As anomalias associadas à manutenção inadequada são: proteção inadequada de taludes, erosão superficial, crescimento de vegetação (não apropriado) e tocas de animais (BRASIL, 2002).

POROSIDADE DO SOLO

A porosidade do solo refere-se ao volume de vazios do solo, sendo dividida em macro

e microporos, com poros maiores e menores de 0,05 mm, respectivamente, devendo ser de 25

e 30% do volume total do solo. O espaço poroso controla as relações entre as fases sólida,

líquida e gasosa dos solos (ANDREOLLA, 2005).

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De acorde com Silva (2003), a macroporosidade é a porosidade do solo em capacidade de campo, e os macroporos são os locais em que a água e o ar possuem livre movimentação, enquanto que nos microporos, a água e o ar possuem uma movimentação difícil, portanto, é muito importante a relação da porosidade com o crescimento das plantas e/ou desenvolvimento radicular.

A porosidade do solo pode ser de origem estrutural ou textural, e os poros resultam do arranjo das partículas elementares do solo. A porosidade estrutural é mais alterada pelo manejo e pela compactação, pois, ambos modificam a estrutura física do solo (TAMARI, 1994), caracterizados principalmente pelo decréscimo da porosidade total, da macroporosidade e do aumento da microporosidade (TARAWALLY et al., 2004).

COMPACTAÇÃO DO SOLO

A compactação pode ser definida como sendo a alteração na estrutura física do solo, de modo a reduzir os espaços internos que normalmente são ocupados por água e ar. Em decorrência disso, a disponibilidade desses elementos no solo torna-se reduzida, dificultando, assim, o bom desenvolvimento das culturas (ASSIS et al., 2009).

O adensamento é o processo gradual de transferência de tensões entre a água (poro pressão) e as partículas sólidas do solo (tensão efetiva). É possível observar que ao contrário dos solos arenosos, solos argilosos que tem baixa permeabilidade e alta compressibilidade, o que pode levar dezenas de anos para atingirem à condição de equilíbrio (LAMBE e WHITMAN, 1969).

A compactação é resultado da ação antrópica proveniente de meios mecânicos pela aplicação de pressão, ao contrário do adensamento que é um fenômeno acarretado por processos físicos e químicos resultantes de causas naturais (genéticas) ou antrópicas. No entanto, os seus efeitos são praticamente os mesmos, do ponto de vista do uso e manejo agrícola (REICHERT et al., 2007).

Os principais fatores que influenciam no processo de compactação do solo são tipo de

material, a natureza do esforço de compactação, a energia de compactação aplicada, o teor de

água e a espessura da camada a ser compactada. Em geral, o emprego da técnica de

melhoramento é responsável por redução na compressibilidade do solo, pelo aumento da

resistência ao cisalhamento e pela redução na permeabilidade dos solos (PEREIRA et al.,

2007).

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4 METODOLOGIA

A pesquisa é classificada como quali-quantitativa de caráter exploratória, pois é realizada, primordialmente, por meio de material bibliográfico encontrado em livros, artigos e consultas na internet.

LOCAL DA COLETA

O trabalho foi feito em relação ao estudo da avaliação da segurança da barragem da propriedade de Natércio Cassimiro no sítio Barra localizado no interior do município de Riacho dos Cavalos localizado no estado da Paraíba a 415 quilômetros de distância da capital João Pessoa. A população do município era estimada em 8.314 habitantes (IBGE 2010), hoje estima que a população já passa dos 9 mil, com uma área territorial corresponde a 264 km². O clima da região, segundo a classificação de Koppen é do tipo BSWH, ou seja, seco e quente, com duas estações climáticas: uma seca que vai geralmente de junho a janeiro e outra chuvosa, de fevereiro a maio, apresentando temperatura média anual de 27,5°C, e precipitação pluvial de 850mm.

A coleta deu-se em pontos aleatórios, tanto montante quanto jusante da barragem, na Figura 2 tem-se representada a área de coleta

O experimento foi no laboratório de dinâmica do solo na interação solo-máquina e o laboratório de física e manejo do solo da universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), no período de outubro de 2019 a janeiro de 2020.

Figura 2 – Imagem de satélite da área de coleta das amostras de solo localizada no município de Riacho dos Cavalos – PB

Fonte: Google Earth (2020).

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22

Os ensaios de caracterização do maciço, foram realizados para obtenção das propriedades do solo utilizado em sua construção, para possibilitar a determinação dos fatores de segurança dos taludes, proporcionar uma alternativa de manutenção e preservação adequada para a barragem.

Foram utilizadas como base para caracterização da barragem duas ferramentas, uma delas foi o Manual De Inspeção e Segurança de Barragens e a análise de estabilidade de taludes com a utilização do software Slide 6.0 - sendo utilizada uma versão de testes da ferramenta. A barragem, segundo informações do proprietário, nunca passou por uma única inspeção ou manutenção desde sua construção na década de 80.

Métodos computacionais foram utilizados para obter a estabilidade da barragem de terra do açude através de suas medidas (altura, largura da base, largura da crista, inclinações).

Onde, a dimensões da barragem são: 80 metros de comprimento de parede, sendo 60 metros de água na parede da barragem, 18,56 metros de largura da base, 1,50 metros de largura da crista, altura é 3,41 metros e 2,20 metros de nível de água. Essas dimensões foram obtidas através de informações do proprietário

COLETA DAS AMOSTRAS Estruturas indeformadas

Foram coletadas amostras de solo no talude da barragem em anéis volumétricos de metais com diâmetro de 7,0 cm e altura de 4,8 cm, em 9 pontos diferentes da montante, distanciados de 30 metros no comprimento e 1,10 metros na inclinação do talude, já na jusante foram coletadas em 6 pontos diferentes. As amostras foram conservadas em locais adequados e identificadas para posterior obtenção da umidade, densidade do solo seco, densidade de partículas, índice de vazios e a permeabilidade do solo, com os resultados obtidos, foram possíveis determinar a quantidade de água que estava sendo percolado pela parede do açude, Figura 3 apresenta os pontos de coleta das amostras de solo.

Estruturas deformadas

Foram coletadas outras amostras de solo com profundidade de 0 a 17 cm em alguns

pontos da montante, jusante do talude do açude e uns 3 metros de distância do pé da jusante,

Figura 3, preservando o máximo as características do material usando sacos plásticos, para

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análise granulométrica do solo. Após coletadas, as amostras foram preservadas em local coberto, impedindo a entrada ou saída de umidade do material, além de se evitar segregação, alocadas ao laboratório para o processo de beneficiamento e posterior analise, de acordo com a metodologia proposta por Teixeira et al. (2017).

Figura 3 – Imagem de satélite exibindo os pontos de coleta das amostras

Fonte: Google Earth (2020).

ENSAIOS DE LABORATÓRIO

Foram realizados ensaios para caracterização do maciço da barragem para verificar as condições em que os taludes de montante e jusante se encontram. Os ensaios foram conduzidos no Laboratório de Física e Manejo do Solo e no Laboratório de Dinâmica do Solo na Interação Solo-Máquina da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), Campus Central.

A análise granulométrica foi realizada no laboratório de física e manejo de solo, campus da UFERSA, para determinação da classe textural conforme metodologia de Teixeira et al. (2017). As amostras foram retiradas da camada de profundidade de 0 a 17 cm, com densidade de partícula de 2,56 g.cm

-3

nos pontos da montante, já na jusante do talude do açude a densidade de partícula foi de 2,36 g.cm

-3

.

Umidade do solo

(26)

24

Esse índice físico foi obtido após a secagem das amostras de solo por um período de 24 horas na estufa, a temperatura de 105°C de acordo com a NBR 6.457/86. As amostras de solo foram pesadas antes de colocar na estufa e após de retirada da mesma para em seguida determinar a umidade, na Figura 4 demonstra as amostras retiradas da estufa.

Figura 4 – Solo retirado da estufa para determinação da umidade.

Fonte: Autoria própria (2020).

Densidade o solo

A densidade do solo foi determinada pelo método do anel volumétrico, conforme descrito por Teixeira (2007). Foram utilizados anéis volumétricos de 7,0 cm de diâmetro interno por 4,8 cm de altura e volume de 184,73cm

3

. Os cálculos de acordo com a Equação 2:

δs = MSs/V (2) Em que:

δs é a densidade do solo, g.cm

-3

; MSs é a massa do solo seco, g;

V é o volume do anel volumétrico

(27)

Densidade de partículas

A densidade de partículas foi determinada a partir da terra fina seca ao ar das amostras coletadas pelo método do Balão Volumétrico com água (STENGEL, 1983), a Figura 5 apresenta esse método de determinação da densidade.

Os cálculos foram determinados pela seguinte equação:

δp = (m1- m0)/[(m3 - m0) – (m2 - m1)] (3)

Em que:

δp é a densidade de partícula g. cm

-3

; m0 é a massa do picnômetro vazio em g;

m1 é a massa do picnômetro com solo seco em estufa a 105°C;

m2 é a massa do picnômetro com solo e água destilada, em g;

m3 é a massa do picnômetro com água, em g.

Figura 5 – Picnômetros para determinação de densidade das partículas

Fonte: Autoria Própria (2019) Porosidade total

A porosidade total do solo foi determinada em termos de índice de vazios (e

T

) total do solo obtido pela seguinte equação:

e

t

= (δp/δs) – 1 (4)

(28)

26

Em que:

e

t

é o índice vazio total do solo δp é a densidade de partícula do solo δs é densidade do solo seco

Permeabilidade

As amostras foram submetidas ao um ensaio de permeabilidade utilizando-se um permeâmetro de carga constante no Laboratorio de Dinâmica da interação solo-máquina da UFERSA. As mesmas foram saturadas por um período de 24 horas, em seguida alocadas no permeametro com carga hidráulica constante obtendo-se a leitura do volume de água através de uma proveta milimétrica de cada amostra após um tempo de 60 segundos e com 6 repetições obtendo-se a média para efeito de cálculos, Figura 6 ilustra o permeâmetro, utilizado na pesquisa.

Em seguida, foi determinado em uma faixa de 1 metro com 0,2 metro de altura de água após percolada para calcular o gradiente critico (i

cr

), onde, obtem-se o fluxo de água que passou no interior do maciço da parede do açude, no qual, foi determinada a quantidade de água perdida em um dia em todo o comprimento da parede do açude.

Figura 6 – Detalhe do permeâmetro utilizado

Fonte: Autoria própria (2020).

(29)

PROCESSO DE SIMULAÇÃO DE PERMEABILIDADE

Foi determinado uma simulação de permeabilidade da amostra de solo compactada no laboratório para comparar com a situação da parede da barragem. As amostras foram secas ao ar, destorroandos os agregados, mais grossos, com auxílio de um rolo, após passados na peneira com dimensão nominal 2,00 mm, para serem utilizadas no ensaio. Foi determinado o índice de vazio de 0,4, correspondendo a densidade de 1,8 g/cm

3

foram pesados e colocados em anéis volumétricos metálicos, com auxílio de célula oedométrica submetidos a compressão uniaxial, Figura 7. Após a compactação as amostras permaneceram em pousio durante 24 horas para submeterem ao ensaio de permeabilidade. Com um tempo de 60 segundos foi realizado a medição do volume de água que permeabilizou a amostra compactada, com 6 repetições e seguida tirada uma média dessas para calcular o coeficiente de permeabilidade (k).

Figura 7 – Detalhe do pistão compactador, cilindro auxiliar de abastecimento, anel volumétrico e célula edométrica (da esquerda para direita)

Fonte: Autoria própria (2020).

ANÁLISE DA ESTABILIZAÇÃO DE TALUDES

Realizado por meio de Software Rocscience Slide 6.0 versão Trial para analisar a

estabilidade dos taludes da barragem em estudo, tendo como base medições topográficas

realizadas em campo, com auxílio de duas trenas, uma com capacidade de medição de 10

(30)

28

metros, para medir o comprimento do talude, e outra de 5 metros para medir a crista e as respectivas alturas da montante e da jusante. Essa medição se fez por não existirem projetos (execução ou ampliação) para a barragem em estudo.

Para análise de estabilidade de taludes, inseriu-se no programa as características do solo analisado da parede de barragem. Devido à falta do equipamento para o ensaio de compressão triaxial no LAMESP, foi utilizado referência bibliografia como a de Ferreira (2013), para estimar a coesão e ângulo de atrito de acordo com o tipo de solo encontrado onde os valores dependem muito de local que se encontra, sendo necessário realizar uma estimativa, já que não houve como efetivar o ensaio apropriado para determinar todos os dados com precisão. A Figura 8 ilustra a inserção das propriedades dos materiais no software.

Figura 8 – Característica dos materiais

Fonte: Autoria própria (2020).

(31)

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

GRANULOMETRIA

A tabela 1 apresenta resultados da granulometria, no qual foi determinado as frações inorgânica com as percentagens de Areia, Silte e Argila. Onde a maioria dos pontos de coletas no talude na barragem apresentou uma classe textural Franco Arenosa e Areia Franca. Com isso, observa-se que o talude da barragem há uma quantidade de areia excessiva. Sendo que a barragem perde grande quantidade de água pelo talude. Assim, o proprietário deve colocar um material impermeabilizante na montante ou ter sido colocado um núcleo de argila para que ocorra menor percolação no interior dos maciços.

Tabela 1 – Valores da Granulometria e classe textural

Identificação Granulome-tria (kg/kg)

Granulome-tria (kg/kg)

Granulome-tria

(kg/kg) Classes

Serial Areia Silte Argila Textural

1 0,75 0,12 0,13 Franco Arenosa

2 0,75 0,09 0,16 Franco Arenosa

3 0,77 0,09 0,14 Franco Arenosa

4 0,77 0,10 0,13 Franco Arenosa

5 0,85 0,08 0,08 Areia Franca

6 0,80 0,10 0,09 Franco Arenosa

7 0,84 0,09 0,07 Areia Franca

8 0,82 0,09 0,09 Areia Franca

9 0,81 0,09 0,09 Areia Franca

10 0,84 0,05 0,11 Franco Arenosa

11 0,84 0,07 0,10 Areia Franca

12 0,84 0,07 0,09 Areia Franca

13 0,81 0,09 0,10 Areia Franca

14 0,79 0,11 0,10 Areia Franca

15 0,80 0,12 0,08 Areia Franca

16 0,89 0,06 0,05 Areia

17 0,65 0,22 0,12 Franco Arenosa

18 0,89 0,06 0,05 Areia

19 0,18 0,39 0,44 Argila Siltosa

20 0,19 0,36 0,45 Argila

21 0,17 0,50 0,34

Franco Argilo Siltosa

22 0,16 0,49 0,36

Franco Argilo Siltosa

23 0,10 0,46 0,43 Argila Siltosa

Fonte: Autoria própria (2020).

(32)

30

UMIDADE DO SOLO

A Tabela 2 ilustra os valores de umidade, densidade do solo, densidade de partícula e índice de vazios para as condições atuais do maciço da barragem. Pode-se verificar que a umidade do solo foi considera baixa com média igual a 2,15%. Os valores explicam a decorrência do açude não apresentar mais água na época da coleta e alta temperatura acarretar uma fácil evaporação. Em alguns pontos de coleta tanto à montante como à jusante da barragem, a umidade apresentou variação de 0,52 a 4,99% considerando todas as 15 amostras de solo. Sendo que os pontos de menor umidade 0,52% foram coletados em local mais alta do talude, enquanto no local que existiam as arvores na parte da jusante do talude a umidade já foi mais alta chegando a 4,99% e já nos locais mais baixo do talude a umidade ficou nos valores intermediários.

Tabela 2 – Valores de umidade, densidade do solo, densidades de partículas e índice de vazios

Nº de

amostras U (%) ρs (g/cm

3

) ρp (g/cm

3

) E Montante

1 2,07 1,36 2,56 0,882

2 0,52 1,57 2,56 0,631

3 0,95 1,47 2,56 0,741

4 1,25 1,69 2,56 0,515

5 2,94 1,59 2,56 0,610

6 1,26 1,56 2,56 0,641

7 1,70 1,61 2,56 0,590

8 2,60 1,47 2,56 0,741

9 0,75 1,48 2,56 0,730

Média 1,56 1,53 2,56 0,670

Jusante

10 0,80 1,58 2,36 0,494

11 3,81 1,55 2,36 0,523

12 2,00 1,72 2,36 0,372

13 4,51 1,48 2,36 0,595

14 4,99 1,23 2,36 0,919

15 0,63 1,47 2,36 0,605

Média 2,79 1,51 2,36 0,568

*Nota: U(%) – Umidade Gravimétrica;

ρs – densidade do solo;

ρp – Densidade de partícula;

e – Índice de vazios.

Fonte: Autoria própria (2020)

(33)

DENSIDADE DO SOLO

Os resultados mostram que a densidade do solo revelou pouca variação nos valores obtidos à montante e à jusante, com a média variando respectivamente de 1,53 e 1,51 g/cm

3

. Embora tratasse do mesmo solo na camada observada, era de se esperar que na camada à montante o solo tendesse a se tornar mais compacto em função do fenômeno de adensamento devido ao carreamento das pequenas partículas de solo durante a percolação e o consequente preenchimento dos vazios. Para obedecer aos limites de segurança, a densidade de solo recomendada para pequenas barragens (em que a altura do barramento, contada do nível do terreno ao coroamento, é menor ou igual a 10 metros) é de 1,53 a 1,73 g/cm

3

(Atlas digital das aguas de Minas, 2007). Para este caso, verifica-se que a barragem em estudo está dentro do limite mínimo.

DENSIDADE DE PARTICULAS

A densidade de partícula foi determinada pelo medo do picnômetro com água e variou de 2,56 g/cm3 a montante e 2,36 g/cm3 a jusante. Os valores indicam particularmente as características físicas do solo. Onde, esses resultados foram fundamentais para determinar a porosidade do solo.

POROSIDADE DO SOLO

Com os resultados da densidade do solo seco e da densidade de partícula pode determinar valores da porosidade. Sendo que, nos pontos coletados na montante determinou- se valores da porosidade entre 38% a 50% e, na jusante ficou entre os valores 37% a 55%.

Pode-se analisar que alguns pontos da parede do açude apresentava uma elevada porosidade,

isso demonstra, relacionando outros resultados que é justificado a grande perda de água na

barragem.

(34)

32

PERMEABILIDADE DO SOLO

Através do método do permeâmetro determinou-se o coeficiente de permeabilidade, no qual, com ajuda de simulações computacionais, pode-se calcular a quantidade de água que percolou pelo o maciço da parede do açude. A Tabela 3 exibe os dados utilizados para o cálculo do coeficiente de permeabilidade.

Tabela 3 – Valores para determinar o coeficiente de permeabilidade em um período de 60 segundo

# Vo

(cm

3

)

T (s)

Q (cm

3

/s)

L (cm)

A (cm

2

)

H (cm)

I (h/L)

K (cm/s)

Montante 115,04 60 1,9 4,8 38,49 143 29,79 1,67x10

-3

Jusante 371,48 60 6,2 4,8 38,49 143 29,79 5,4 x10

-3

Média 243,26 60 4,1 4,8 38,49 143 29,79 3,54x10

-3

Fonte: Autoria própria (2020).

Com alguns valores adquiridos através de cálculo, pode-se representar resultados de quanto é perdido de água em todo o comprimento da parede do açude durante um período de um dia, a Tabela 4 demonstra esses resultados.

Tabela 4 – Valores para determinar vazão de água na parede do açude em um período de um dia

Fonte: Autoria própria (2020).

Após os estudos de permeabilidade nas condições normais das amostras de solo indeformadas, determinou-se um ensaio das amostras de solo deformadas através da determinação dos valores do índice vazios de 0,4 e a densidade do solo seco de 1,8 g/cm

3

, onde, depois foi feito uma comparação entre os valores dos coeficientes de permeabilidade, sendo que no ensaio das amostras de solo deformadas apresentou um coeficiente de permeabilidade bem abaixo do que o ensaio das amostras de solo indeformadas, Tabela 5 apresenta a comparação entre a situação das amostras indeformadas com as amostras deformadas.

i

cr

K (cm/s) A (cm

2

) T (24 horas) Q (cm

3

/dia/m) Q (l/dia)

0,108 3,54x10

-3

2,0x10

3

8,64x10

4

6,6x10

4

3,96x10

3

(35)

Tabela 5 – Apresentação de valores das amostras feitas em condições normais e a simulação

Médias das

situações V

o

(cm

3

) I (h/L)

K

(cm/s) i

cr

A

(cm

2

)

Tempo de 1 dia (s)

Q (l/dia) Indeformadas 243,26 29,79 3,54x10

-3

0,108 2,0x10

3

8,64x10

4

3,96x10

3

Deformadas 35,6 29,79 5,18x10

-4

0,108 2,0x10

3

8,64x10

4

5,8x10

2

Fonte: Autoria própria (2020).

A posição do nível de água, espessura da camada permeável da fundação, os coeficientes de permeabilidade do maciço e da fundação, são fatores que apresenta efeitos consideráveis na percolação de água, (Oliveira, 2008).

Segundo Cruz (1996), os acidentes de barragem têm sido causados pela ação da água por meio dos efeitos nocivos provocados pelo seu fluxo não controlado, resultando-se em problema na estrutura hidráulica, tais como, excesso de vazamento.

Ainda de acordo com Oliveira (2008), o pé do talude de jusante da barragem é o local mais crítico para formação do piping (processo de erosão interna que ocorre de jusante para montante), devido aos elevados gradiente hidráulicos e baixos níveis de tensões confinantes.

No caso em estudo não é observado a utilização de dispositivo de drenagem para solução do gradiente hidráulico.

Nas condições atuais a barragem em estudo apresenta uma vazão nos seus maciços de 7,6x10

-4

l/s/m, muito inferior aos valores recomendados. Cruz (1996) defende a quantidade de percolação admitida pelo conjunto corpo e fundação do maciço em barragem para controle de cheia ou hidrelétrica na ordem não superior a 0,08 l/s/m.

Deve-se salientar ainda que para neste estudo de caso utilizou-se uma barragem de pequeno porte com volume de água muito inferior ao de uma barragem de controle de cheias.

Mesmo considerando uma vazão baixa 7,6x10

-4

l/s/m, este volume significa um valor alto considerando a necessidade de armazenamento de água para região, uma vez que acarreta uma perda de 3966 litros de água por dia com relação ao comprimento da bacia hidráulica.

VERIFICAÇÃO DA ESTABILIDADE

Utilizando a geometria da barragem, como também as propriedades do solo e o valor

da carga total no programa, pode-se determinar o fator de segurança dos taludes de montante

e jusante da barragem, onde verificou-se que a montante apresenta um fator de segurança de

(36)

34

1,95 e de 1,474 na jusante, através do método Bishop simplificado. Com esses valores verificou-se que o açude apresenta uma estabilidade desejável em relação ao fator de segurança da parede do açude, a Figura 9 mostra os fatores de segurança.

Figura 9 – Fatores de segurança à montante e à jusante

Fonte: Autoria própria (2020).

Ainda com auxílio do software, inseriu-se um plano vertical (representado por uma linha) para analisar o comportamento da velocidade de descarga de fluxo com a profundidade.

Sendo que, no pé do talude de montante, observa-se uma velocidade de descarga de 0,75 m/dia, aumentando no centro do maciço para 1 m/dia e para 1,805 m/dia no pé do talude da jusante. Com relação a velocidade de descarga de fluxo no maciço da jusante, pode-se observar que o resultado encontrado foi bem acima do esperado, sendo que, segundo Marangon (2009) apud Casagrande (1937), o valor de um metro por dia se encaixa em solos do tipo arenoso com partículas finas, o que não é recomendado para barramentos, pois nesse tipo de estrutura é necessária certa dificuldade a passagem de água.

A simulação ainda apresenta uma linha de cor rosa, onde ela informa a ocorrência do

lençol freático na parede do açude, em que abaixo dela o maciço se encontra saturado e acima

está úmido. Com isso pode-se verificar que em períodos de cheia tanto o maciço quanto o pé

do talude ficam saturados com água, essa condição diminui a estabilidade, favorecendo

fenômenos piping, o que pode ocasionar ruptura. Devido à falta de projetos para a barragem,

não foi inserido uma camada impermeável no centro da mesma para a simulação (um núcleo

argiloso, por exemplo) ou filtros para alívio do pé da jusante. Sendo assim, as simulações

indicam que há a possibilidade de a barragem conter uma camada mais densa e impermeável

como núcleo em seu centro, sendo impossível o acesso a ela por técnicas não-destrutivas. A

Figura 10 ilustra a velocidade de descarga de água.

(37)

Figura 10 – Valores da velocidade de descarga de água

Fonte: Autoria própria (2020)

Na jusante a velocidade de descarga de água pode ser ainda maior, visto que as

simulações não incluem as manifestações patológicas encontradas, como árvores de grande

porte mortas, buracos feitos por animais e erosões devido as chuvas. Uma situação observada

no local de coleta e é apresentada na Figura 11, é as árvores inclinadas no talude da barragem,

apresentando um fenômeno nomeado de rastejo, onde, acontece uma deformação plástica e

superfície de ruptura devido o movimento descendente da massa de solo do talude da

barragem. Esses fatores com mais a velocidade de descarga alta, pode em muito prejudicar a

estabilidade da parede da barragem. Algumas dessas patologias são evidenciadas na Figura

11.

(38)

36

Figura 11 – Patologias na jusante da parede do açude

Fonte: Autoria própria (2020).

(39)

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

O trabalho foi feito em relação ao estudo da avaliação da segurança do Açude da propriedade de Natércio Cassimiro no sítio Barra localizado no interior do município de Riacho dos Cavalos/PB. Foram utilizadas como base para caracterização do Açude duas ferramentas, uma delas foi o Manual De Inspeção e Segurança de Barragens e a análise de estabilidade de taludes com a utilização do software Slide 6.0 - sendo utilizada uma versão de testes da ferramenta. O açude, segundo informações oficiais, nunca passou por uma única inspeção ou manutenção desde sua construção na década de 80.

De acordo com resultados obtidos, pode-se definir uma solução ao proprietário da barragem de terra em estudo que o mesmo deve fazer o uso de um material impermeável utilizado em barragem, sendo que deve ser colocado na montante para que seja solucionado o problema encontrado sobre a perda de água pelo o comprimento do talude

Também deve-se haver uma maior atenção quanto ao número de patologias existentes principalmente na parede do talude de jusante. Verificou-se neste trabalho uma grande quantidade de árvores de porte médio e buracos criados por animais da região. Com isso, algumas dessas arvores pode prejudicar as condições de estabilidade da parede do açude.

Sendo assim, deve-se evitar o apodrecimento das raízes dessas árvores, para que não haja a diminuição da segurança do açude.

Com relação à simulação da segurança da estabilidade do talude, seguindo as características físicas da barragem, verificou-se um fator de segurança do talude nas condições desejáveis. Em contrapartida, estudos mais apurados devem ser executados no quesito de se aferir a estabilidade concomitantemente às patologias encontradas, para então cuidados serem tomados para a melhoria da estabilidade por autoridades competentes.

Para trabalhos futuros, recomenda-se aprimorar o estudo da barragem com estudos do

histórico da construção, como também a realização de ensaios triaxiais para obtenção de

propriedades do solo importantes como coesão, ângulo de atrito, resistência ao cisalhamento,

além de sondagens no maciço da barragem para se conhecer as possíveis camadas internas.

(40)

38

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6457 – Determinação do teor de umidade dos solos. Rio de janeiro, 1986.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR NM 248 – Agregados determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, 2003.

Andreolla, V. R. M. Eficácia de sulcadores de uma semeadora-adubadora e suas implicações na cultura da soja e nos atributos físicos de um Latossolo sob integração Lavoura-pecuaria. Cascavel, 2005. 147 f. Dissertação de Mestrado (Mestrado em Engenharia Agrícola – Engenharia de Sistemas Agroindustriais) – Universidade Estadual do Oeste do Paraná.

Assis, A. P; Hernandes, H. M; Colmanetti, J.P. Apostila de barragens. Brasília, 2003.

Assis, R. L.; Lazarini, G. D.; Lanças, K. P.; Filho, A. C. Avaliação da resistência do solo a penetração em diferentes solos com a variação do teor de água. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v29, n.4, p.558-568, 2009.

ATLAS DIGITAL DAS ÀGUAS DE MINAS - Uma ferramenta para o planejamento e gestão dos recursos hídricos. Disponível em: (http://www.atlasdasaguas.ufv.br). Acesso em: 28 de jan. 2020.

BRASIL. Ministério da Integração Nacional. Secretaria de Infra-Estrutura Hídrica. Manual de segurança e inspeção de barragens. Brasília, 2002.

Brenda, A. C. Desenvolvimento de um penetrômetro de placa de aço e avaliação em campo da compactação do solo. Cascavel, 2003. f. 77. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Universidade Estadual do Oeste do Paraná.

Carvalho, Fernanda Alves. AVALIAÇÃO DE SEGURANÇA EM BARRAGENS DE PEQUENO PORTE -ESTUDO DE CASO DA BARRAGEM DO AÇUDE GRANDE.

2017. 56 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Civil, Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Caraúbas - Rn, 2017.

Costa, Walter Duarte. Geologia de barragens. Ouro Preto: Pearson, 2008.

Cruz, Paulo T. da. 100 Barragens Brasileiras: casos históricos, materiais de construção, projeto. São Paulo, editora Oficina dos Textos, 1996.

Das, Braja. M. Fundamentos de Engenharia Geotécnica. São Paulo: Cengage Learneng, 2014.

Dias Junior, M. S.; Pierce, F. J. O processo de compactação do solo e sua modelagem.

Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 20, p. 175-182, 1996.

(41)

DNOCS. (s.d.). Açude Açu. Disponível em Departamento Nacional de Obras Contra as Secas: http://www.dnocs.gov.br/barragens/acu/acu.html. Acesso em 05 de setembro de 2019.

Fell, R.; Macgregor, P.; Stapledon, D. Geotechnical Engineering of Embankment Dams.

Rotterdam: A. A. Balkema, 1992.

Goulart, Rafael Ziani. Modelagem da Curva de Compressão e da Pressão de Preconsolidação do Solo, 2012.

Horn, R.; Lebert, M.Soid compactability and compressibility. In Soane, B. D.; Ouwerkert, C. Van (Editors). Soil compaction in crop production. Amsterdam; Elsevier, p 45-69,1994.

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 2014. Disponível em https://cidades.ibge.gov.br/brasil/pb/riacho-dos-cavalos/panorama. Acesso em 10 de dezembro de 2019.

Imhoff, S.; Silva, A. P.; Dias Junior, M. S.; Tormena, C. A. Quantificação de pressões críticas para o crescimento das plantas. Revista Brasileira de Ciência do Solo , 25: 11-18, 2001.

Jansen, R. advanced Dam Engineering for Design, Construction, and Rehabilitation.

Nova Yorque: Van Nostrand Reinhold, 1988.

Lambe, T. W. e Whitman, R. V. (1969). Soil Mechanics. New York, Jonh Wiley ans Sons.

553 p.

Larson, W. E.; Gupta, S. C. Estimating critical stress in unsaturated soils from changes in pore water pressure during confined compression. Soil Science Society of America Journal, Madison, v. 44, n. 6, p. 1127-1132, 1980.

Marangon, Márcio. Tópicos em Geotecnia e Obras de Terra. Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de For a, 2009.

MCCULLY,2001 apud ZUFFO, 2005

Menescal, R. Acidentes e incidentes com barragens no estado do Ceará. A segurança de barragens e a gestão de recursos hídricos no Brasil. 2. Ed. Brasília: Proagua, 2005a. p. 55- 77.

Molle, François; Cadier, Eric. Manual do pequeno açude. Recife: SUDENE-DPGPRN- DPP-WR, 1992.

Oliveira, Desireé Alves. Analise do Fluxo D’água na Barragem Engenheiro Armando Ribeiro Gonçalves- Açu/RN. 2014. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014.

Oliveira, Jader Roosevelt de Carvalho. Contribuição para a verificação e controle da

segurança de pequenas barragens de terra. 2008. Dissertação (Mestrado Profissional em

Engenharia Geotécnica) – Universidade Federal de Ouro Preto, 2008.

(42)

40

Oliveira, Pedro Henrique de Abreu. Problemas Hidrogeológicos em Barragens Envolvendo o Mecanismo de Retroerosão Tubular. 2012. Monografia (graduação em geologia) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2012.

Pereira, J. O., Defossez, P.; Richad, G. Soil susceptibility to compaction by wheeling as a function of some properties of a silty soil as affected by the tillage system, European Journal of Soil Science, n. 58, p. 34-44, 2007.

Pinto, Carlos Sousa. 2006. Curso básico de mecânica dos solos. Ofícina de textos, Sao Paulo, SP. 367p.

Reichert, J. M. et al. Reference bulk density and critical degree-of-compactness for no till crop production in subtropical highly weathered soils. Soil & Tillage Research, Amsterdam, v. 102, n.2, p. 242-254, Mar. 2007.

Rojas, J.W.J.; Fonini, A.. Análise de Percolação em Barragem de Terra Utilizando o Programa SEEP/W. 2006. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2006.

Silva, V. R. Propriedades físicas e hídricas em solos sob diferentes estados de compactação.

Santa Maria, Universidade Federal de Santa Maria, 2003. 171p. (Tese de Doutorado)

Soane, B. D. The role of organic matter in soil compactability: a review of some practical aspects. Soil Till Res. 16(1-2), 179-201, 1990.

Souza Pinto, C. Curso Básico de Mecânica dos Solos. 3ª Edição. Oficinas de Textos. São Paulo/SP. 2006.

Stengel, P. Analyse de La porosité. Rapport, séminaire CEE – Agrimed, INRA Science du Sol, Avignon, 1983.

Tamari, S. Relations between pore-space and hydraulic properties in compacted beds o silty- loam aggregates. Soil Technol., Amsterdam, v. 7, p. 57-73, 1994.

Tarawally, M. A. et al. Field compaction at different soilwater status: effects on pore size distribution and soil water characteristics of a Rhodic Ferralsol in Wetern Cuba. Soil Tillage Rese., Amsterdam, v. 76, p. 95-103, 2004.

Teixeira, P.C., Donagemma, G. K., Fontana, A., Teixeira, W. G. Manual de métodos de

análise de solo. 3

a

edição. Rev. e ampl, 573 p. Brasília, DF: Embrapa, 2017.

Referências

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