USO DE CANAIS EM SISTEMAS DE ABASTECIMENTO
- A EXPERIÊNCIA EM PEDRA DO CAVALO
Jorge Luís Rocha de Amorim
Geólogo pelo Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia. Especialização em Gestão e Conservação de Recursos Hídricos pela Universidade Católica de Salvador / Centro Interamericano de Recursos da Água.(UCSal/CIRA).
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RESUMO
A construção de canais para a adução de água bruta com a finalidade de abastecimento humano como também para a irrigação, é uma prática antiga que vem sendo bastante utilizada no Nordeste do Brasil sempre com bons resultados.
Se compararmos os custos de implantação de uma tubulação com a construção de um canal a céu aberto em solo, sem considerar os custos de manutenção, a opção do canal é bem mais em conta.
Um ponto bastante importante a se considerar é o tipo de revestimento a ser usado no canal, pois a depender das suas dimensões e da litologia da área onde vai ser implantado, pode até inviabilizar a sua construção.
A região por onde vai passar o canal, também deve ser objeto de estudo haja visto que durante a operação normal de um sistema devem ser evitados quaisquer tipos de interferência que venha a causar paralisação com prejuízo no abastecimento.
Este trabalho enfoca alguns pontos que devem ser considerados em outros projetos de canais construídos para adução de água bruta com a finalidade específica de abastecimento humano, destacando os problemas levantados durante os oito anos passados desde o inicio de operação do Canal da Adutora de Água Bruta do Sistema Pedra do Cavalo, responsável pelo abastecimento de mais de 60 % da População da Região Metropolitana de Salvador, além de outros municípios da Bahia.
Todos os dados foram compilados e detalhados pela equipe da EMBASA, responsável pela operação e manutenção deste Sistema Adutor.
PALAVRAS-CHAVE: Canal a Céu Aberto, Operação de Canais, Canais para Abastecimento.
INTRODUÇÃO
A partir da existência de um trecho de topografia plana, ao longo do caminhamento escolhido para o assentamento da adutora de água bruta do Sistema de Pedra do Cavalo, foram realizadas pela projetista, comparações dos custos de assentamento de uma tubulação de 2.300 mm de diâmetro, em relação a construção de um canal a céu aberto em solo, comparando-se a opção de revesti-lo com colchões de gabião ao invés de concreto estrutural.
Baseado nas comparações exclusivamente de custos, optou-se na época, por intercalar o assentamento da tubulação de aço com um canal a céu aberto de 12,3 Km, revestido com colchões Reno.
Os dados com os custos finais da construção do Canal não estão disponíveis, impossibilitando uma comparação mais detalhada com os de uma implantação de uma tubulação de 2.300 mm. Observa-se entretanto, que os custos da manutenção de um canal são bem maiores que a de uma tubulação enterrada e vêm apresentando uma tendência a crescer com o passar dos anos.
A escolha de um canal com o revestimento do tipo colchões Reno traz também, vários problemas operacionais para um sistema de abastecimento de água. No caso de Pedra do Cavalo, esse Sistema é responsável pelo abastecimento dos municípios de Santo Amaro e Candeias, Madre de Deus e São Francisco do Conde, e de 60% da Região Metropolitana de Salvador, com uma população estimada em mais de 2 milhões de habitantes, além de diversas industria.
Este trabalho relata o comportamento do canal, do seu revestimento, e apresenta algumas considerações operacionais, baseadas nas experiências vividas ao longo dos últimos oito anos pela equipe da EMBASA, Empresa Baiana de Águas e Saneamento do Estado da Bahia, responsável pela operação e manutenção desse canal.
DESCRIÇÃO DO SISTEMA
O Sistema Pedra do Cavalo, é composto por uma Barragem com 140 metros de altura, construída no Rio Paraguaçu, no município de Cachoeira, localizado a 130 Km da cidade do Salvador. Armazena um volume de 4 bilhões de m3 na sua cota de operação máxima, inundando uma área de 186 Km2.
Uma Estação Elevatória com quatro conjuntos motobombas de 5.000 HP e vazão nominal de 2,33 m3/s cada, que é a unidade responsável pela captação de água bruta do reservatório da Barragem de Pedra do Cavalo. Todo esse sistema é alimentado por uma sub-estação de 230 KV.
O Sistema adutor de água bruta tem 67 Km de extensão é composto, inicialmente, por 12,8 Km de uma tubulação de aço com 2.300mm de diâmetro que se acopla através de uma estrutura de transição tubo-canal com um Canal a Céu Aberto com 12,3 Km de extensão e finalmente, retornando através de outra estrutura de transição canal-tubo, para uma tubulação de 2.000 mm que vai até a Estação de Tratamento Principal. A ETA Principal fica localizada a 30 Km da cidade do Salvador e tem capacidade para tratar uma
vazão de 6,5 m3/s , na 1º etapa, alcançando 14 m3/s no final do plano, que vai, através de uma adutora de água tratada, com diâmetros variando de 2.300 a 1.800 mm, para os reservatórios de distribuição.
CANAL
É um canal de forma trapezoidal, com 12.348 m de comprimento, sendo 11.434 m escavados em solos areno argilosos de baixa permeabilidade, intercalados nos pontos de topografia baixas, por cinco sifões invertidos com linhas duplas de aço carbono com diâmetro de 2000 mm e um aqueduto em concreto protendido, que totalizam 914 m. A seção do Canal aumenta progressivamente de montante para jusante, com sua base variando entre 1,20 a 1,80 m e a altura dos taludes entre 2,40 a 5,91m, formando um reservatório em seu trecho final, com capacidade para armazenar 130.000 m3 de água. No final do canal, foi instalada uma válvula de 1800mm de diâmetro para o controle desse volume armazenado, facilitando a operação do sistema e possibilitando uma segurança maior, nos casos de prováveis problemas de manutenções emergenciais nas adutoras de aço, ou mesmo nas interrupções bruscas na operação da Estação Elevatória.
O canal é revestido com colchões Reno com 2,0 x 1,0 x 0,23 m, as gaiolas são formadas com telas de arame de aço galvanizado revestidos com pvc e foram preenchidos com pedras com diâmetro médio de 20 cm. Para a impermeabilização do fundo do canal, o colchão Reno foi assentado sobre uma manta de cloreto de polivinil, pvc, com 0,75 mm de espessura, intercalada por duas mantas de geotêxtil, ancoradas em valetas localizadas nas bordas do canal.
CONSIDERAÇÕES SOBRE A MANUTENÇÃO E OPERAÇÃO DO CANAL Após a conclusão do canal e antes do início de sua operação, o fundo do canal sofreu deformações em vários pontos intercalados ao longo de 2 Km. Essas deformações que provocaram o levantamento da sua base, foram causadas por sub-pressão hidráulica, decorrente do fluxo de águas proveniente de lagoas, formada em depressões existentes nas proximidades das bordas do canal e originadas pela ação de vários meses de chuvas intensas. Esse fluxo foi facilitado pela presença de canalículos no solo, formados pela ação de pequenos animais, que aumentou bastante a permeabilidade desse local.
A solução dada na época foi a abertura de furos na base do canal, com 6 cm de diâmetro, intercalados a cada 20 m aproximadamente, ao longo de todo o trecho onde ocorreram essas deformações, levando em conta que a perda de água do canal para o solo seria, a principio, desprezível.
Outro fato relevante com o revestimento do canal, aconteceu no início de sua operação. Nos trechos mais altos, onde a altura do talude varia de 5,4 a 5,91 m, os colchões de gabião juntamente com a primeira manta de geotêxtil estavam escorregando para dentro do canal. Estudos detalhados (Análise da causa do escorregamento do canal por J.REMY-1990), concluíram que, com o passar do tempo, vai diminuindo o atrito entre a manta de
geotêxtil e a de PVC , aumentando com isto a compressão nos colchões de gabião bem como a tração na ancoragem do geotêxtil na borda do canal, e diminuindo consequentemente sua resistência, influenciando diretamente na estabilidade do conjunto. A ação desses esforços ao longo dos anos, resulta na igualdade entre, os esforços aplicados no gabião e na ancoragem e as resistências à ruptura do gabião e da ancoragem, ocorrendo consequentemente, o escorregamento.
A solução foi recompor todo o trecho escorregado, aumentando o comprimento da ancoragem das mantas na valeta da borda do canal. Nos taludes mais altos, foram fixados tirantes na parte superior dos revestimentos dando uma maior segurança contra os escorregamentos nas maiores seções do canal.
Além dos problemas citados anteriormente, foi verificado que, nos locais onde havia transições de tubulação para canal, ou seja, na entrada do canal e na saída dos sifões, todas as gaiolas de pedras, bem como as mantas de proteção estavam sendo destruídas. Este fato decorre da ação das águas quando saem da tubulação dos sifões, com determinada velocidade e energia, que são abruptamente modificadas quando entram no canal. Sendo que a intensidade desta ação é maior nos três primeiros sifões.
Para solução deste problema, em todos os trechos foram executadas capas de concreto nas áreas afetadas.
Outro problema verificado foi o nascimento de vegetação de vários tipos por dentro das pedras dos colchões. Biólogos da EMBASA concluíram que os tipos existentes de vegetação não influenciavam a qualidade das águas, porém, elas vem causando constantes obstruções nas grades existentes a montante de cada sifão, requerendo uma constante, onerosa e desgastante manutenção.
Outro aspecto a considerar é que o canal foi implantado em uma região relativamente povoada, existindo portanto, a presença de vilarejos, sítios e uma Usina de álcool e, possuindo uma extensão de 12,3 Km, fica muito difícil evitar o acesso de pessoas estranhas e consequentemente de coibir atos de vandalismo.
Com o agravante de que, houve a construção de algumas travessias para carros e pedestres sobre o canal, a fim de restabelecer o acesso local, aumentando com isso o fluxo de carros particulares e de caminhões de cana que trafegam intensamente nas épocas das colheitas, o que já causou acidentes que implicaram na interrupção da operação normal do sistema adutor.
Apesar da ação da equipe de vigilância da EMBASA, em algumas ocasiões aconteceram roubos de telas e pedras dos colchões Reno, bem como dos fios de arames e estacas que compõem a cerca de proteção, sendo nestes casos, necessária a interferência da Delegacia de Polícia local.
Outro fato que merece registro é a instalação por moradores locais, de pequenos conjuntos moto-bombas clandestinos dentro do canal, para abastecer sítios localizados nas proximidades.
CONCLUSÕES
Com base no trabalho realizado, concluiu-se que: A escolha da construção de um canal para aduzir água em Sistemas de Abastecimento deve ser bastante criteriosa tanto em relação a região onde vai ser implantado, quanto ao tipo de revestimento a ser utilizado. No caso de Pedra do Cavalo, sendo um sistema muito importante, responsável pelo abastecimento de mais de 60% da população da Grande Salvador, a escolha de um canal criou um ponto aonde a EMBASA tem concentrado grandes esforços e consequentemente implicando em custos, visando a minimizar todas as possibilidades da ocorrência de qualquer problema que implique na redução e mesmo na interrupção de sua operação normal.
Este trabalho, longe de querer julgar uma opção feita há vários anos atrás em Pedra do Cavalo, apresenta alguns fatos que devem ser levados em consideração em projetos futuros que pretendam utilizar canais para adução de água.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. TECNOSAN. Análise de aspectos operacionais no trecho Stand-Pipe - Canal. 1986.
2. DESENVALE. Análise das causa dos escorregamentos do Colchão Reno entre o Sifão 5 e o Parshall de Jusante. 1992.
3. EMBASA. Relatório de operação do Sistema Adutor de Água Bruta de Pedra do Cavalo. 1997.
4. EMBASA. Relatório Anual de Atividades da Divisão de Captação e Adução II. 1993, 1994, 1995, 1996 e 1997.
