DESVIO DO RIO
V- DESVIO DO RIO
Já no anteprojeto da obra, é preciso definir os procedimentos a serem
adotados para o desvio do rio para construção da obra, analisando-se
criteriosamente todos os aspectos técnicos e financeiros.
Os procedimentos a serem adotados para o desvio do rio vão depender:
1- do volume de água do rio e de sua largura;
2- da largura do vale na região do eixo da barragem.
São basicamente três os procedimentos adotados para o desvio do rio:
1- Quando o volume de água não é “grande” e há espaço suficiente
na região do eixo da barragem, o desvio pode ser feito através de uma
“tubulação
tubulação de fundo".
fundo
2- Quando o volume de água é “grande” e o rio tem largura
suficiente, pode-se adotar o procedimento de construção de “enscecadeiras
enscecadeiras”.
enscecadeiras
Constrói-se primeiramente uma ensecadeira, entrangulando o rio e orientandoo para posições mais convenientes à construção da obra, no seu próprio leito.
Construída a base da barragem dentro da ensecadeira, onde se instalam
galerias de concreto na base, fecha-se o outro lado do rio com a construção de
uma outra ensecadeira, desviando o volume de água do rio para estas galerias
de concreto;
3- Em vales fechados, onde a construção de ensecadeiras não é
possível, o rio deve ser desviado através de “canais
canais”
túneis”
canais ou “túneis
túneis escavados nas
ombreiras.
Apresenta-se no item V.1 deste capítulo, o desvio do rio através de
tubulação de fundo.
Apresenta-se no item V.2 deste capítulo, o desvio do rio através de
ensecadeiras.
Apresenta-se no item V.3 deste capítulo, o desvio do rio através de
canais ou túneis escavados nas ombreiras.
DESVIO DO RIO
TUBULAÇÃO DE FUNDO
V.1- DESVIO DO RIO ATRAVÉS DE TUBULAÇÃO DE FUNDO
A tubulação de fundo, em pequenas barragens, tem com função principal:
1- desviar a água do rio, durante a construção da barragem;
2- permitir a passagem de um volume de água calculado em projeto
e aprovado pelos órgãos legisladores, que garanta um valor mínimo de vazão
para o rio à jusante do aterro, mantendo sua vida, durante e após a construção
da barragem;
3- drenar total ou parcialmente o lago após a obra concluída, e
atender a alguma necessidade que tenha surgido durante o período de uso,
quer seja para manutenção, quer seja para implantação de uma nova utilização
para a água do reservatório.
Se possível é bom evitar que a tubulação de fundo trabalhe sob
pressão, como conduto forçado, pois isto facilita a ocorrência de vazamentos na
tubulação, o que é indesejável que ocorra na região em que esta instalada, ou
seja, dentro do maciço da barragem.
DAEE (2008), recomenda a utilização de um diâmetro de um diâmetro de
0,8m,
0,8m no mínimo,
mínimo para a galeria do descarregador de fundo, devido à
necessidade de inspeções visuais internas para identificação de possíveis
vazamentos ou problemas estruturais e para dar mais segurança ao
escoamento das vazões do curso d’água na fase de construção, quando
funciona como desvio.
A tubulação de fundo é também conhecida como “extravasor de fundo”,
“dreno de fundo”, “ladrão de fundo”, “desarenador”.
Para sua implantação, em uma cota próxima à superfície do rio, e
paralelamente a ele, prepara-se o terreno da fundação onde vão ser
implantadas manilhas de concreto, tubos de PVC, tubos de ferro fundido ou
estruturas pré-moldadas de concreto (galerias) de maiores dimensões (para
maior volume de água no rio). A tubulação de fundo deve ser instalada na parte
de baixo do maciço de terra, bem próximo à parte mais funda da represa, para
permitir que, se necessário, toda a água possa ser retirada de dentro do
reservatório.
A partir de sua instalação, o leito do rio é fechado (geralmente com um
aterro), de maneira que toda a água seja desviada para a tubulação de fundo.
Dá-se então continuidade a obra, com a limpeza e preparação do leito do rio
para receber o corpo da barragem.
Dependendo do volume de água armazenada na represa, do volume de
água mínimo permanente que deve escoar para jusante e do tempo que se
pretende esvaziar o reservatório, caso necessário, pode-se instalar mais de
uma tubulação, com registros.
Apresenta-se na Figura V.1 a tubulação de fundo implantada durante a
construção de uma pequena barragem e na Figura V.1.2 uma vista em planta e
uma vista em corte da tubulação de fundo de uma barragem. Na Figura V.1.3
apresentam-se seções transversais de três barragens construídas no Sri Lanka
há mais de dois mil anos, onde pode-se observar dispositivos de descarga de
fundo.
Figura V.1.1- Tubulação de fundo de uma pequena barragem (in
Morano, 2006).
Figura V.1.2- Vista em planta e corte da tubulação de fundo de uma barragem
(in DAEE, 2008).
Figura V.1.3- Seções Transversais de três barragens antigas(300AC – 250AC –
80AC) no Sri
Lanka (in Schnitter, 1994).
O controle da vazão pela da tubulação de fundo pode ser feita através de:
1- Registro à jusante.
jusante
Lopes (2005) recomenda que este procedimento seja adotado para
lâmina d’água até no máximo três metros, e que a tubulação seja constituída de
tubos de PVC corrugados de alta resistência e que a junção entre eles seja feita
com anéis de borracha flexível, sob pressão. Recomenda ainda a não utilização
de tubulação de PVC com mais de 300mm de diâmetro nominal.
A utilização do registro à jusante tem o inconveniente da tubulação estar
constantemente sob pressão, o que no caso de rompimento nas junções ou em
qualquer parte da tubulação, pode provocar vazamentos indesejáveis dentro do
maciço da barragem.
2- Comporta de ferro fundido ou chapa de aço à montante.
Neste caso, a abertura e fechamento da comporta e feito por meio de
volante metálico, instalado acima da superfície d’água do reservatório, devendo
estar em local de fácil acesso. A utilização de comporta à jusante tem a
vantagem da tubulação de fundo não estar constantemente sendo submetida à
pressão d’água em seu interior.
3- Monje
É também conhecido como “caixa de nível” ou “cachimbo”, podendo se
construído tanto dentro como fora do reservatório.
No caso de ser construído dentro do reservatório, além de ter como
função prioritária manter a água do lago na cota N.A.normal, por ocasião das
precipitações, ele auxilia o extravasor de superfície a dar escoamento à vazão
de cheia pela tubulação de fundo que sai monje. Na grande maioria das vezes
trabalha como canal aberto sem nenhuma pressão sobre suas paredes internas
(Morano, 2006).
No caso de ser construído fora do reservatório, além de cumprir a função
prioritária que é a de manter a água no lago na cota do N.A.normal, não
necessita de divisão interna, podendo ser construído como uma única caixa,
diminuindo dessa forma o custo da obra e facilitando sua manutenção por estar
fora d’água, porém, com a desvantagem da tubulação de fundo que chega ao
monje trabalhar o tempo todo como canal fechado (Morano, 2006).
Apresenta-se na Figura V.1.3 a vista de uma caixa de nível em
perspectiva e na Figura V.1.4 uma vista em corte.
Apresenta-se na Figura V.1.5 a vista em corte de uma caixa de nível de
uma pequena barragem.
O monge pode ser construído em alvenaria ou concreto, e constituí-se de
uma caixa de seção quadrada ou retangular, com uma parede divisória no
meio. Em um lado da caixa fica uma abertura por onde entra a água, e do outro
lado da caixa fica uma outra abertura, onde esta ligada à tubulação de fundo,
que retira a água do reservatório, conduzindo-a a jusante. No meio, entre estas
duas aberturas, é por onde se controla o nível d’água do reservatório, através
da colocação de pranchões de madeira, que podem ser retirados, ou da
construção de uma parede com furos, os quais podem ser tampados ou
abertos, para controlar o nível d’água do reservatório.
Informações detalhadas da construção da tubulação de fundo e da
construção da caixa de nível são apresentadas por Lopes (2006) e Morano
(2005).
Apresenta-se na Tabela V.1.1 a relação entre diâmetro de tubos de
concreto e vazão máxima, para tubos assentados com uma declividade de 1%.
Apresenta-se na Tabela V.1.2, a capacidade de vazão de tubos circulares
de concreto, para tubos assentados com declividade ≥ 2%.
Apresenta-se na Figura V.1.6 a galeria de fundo em concreto, utilizada
para o desvio do rio durante a construção da barragem.
Apresenta-se na Figura V.1.7 uma galeria de fundo em concreto utilizada
para manter a vazão mínima estabelecida para a continuidade do rio à jusante
Apresenta-se na Figura V.1.8 um vertedouro tipo tulipa, que permite o
controle do nível d’água no reservatório e mantém a vazão mínima estabelecida
para o rio à jusante.
Tabela V.1.1- Relação entre diâmetro do tubo e vazão máxima, para tubos de
concreto assentados com uma declividade de 1%, conforme fórmulas de
Manning (in Agrodata, 2008).
DIÂMETRO
VAZÃO MÁXIMA
(em centímetros)
(em litros/segundo)
30
87
40
181
50
327
60
550
70
802
80
1.150
90
1.620
100
2.080
120
3.490
150
6.330
Tabela V.1.2- Capacidade de vazão de tubos circulares de concreto –
Declividade i ≥ 2% - (Eletrobrás, 1982).
Figura V.1.3- Monge equipado com tubos de PVC: vista em perspectiva (in
Lopes, 2005).
Figura V.1.4- Monge equipado com tubos de PVC: vista em corte (in Lopes,
2005).
Figura V.1.5- Vista em corte de um descarregador de fundo de uma pequena
barragem (in DAEE, 2008).
Figura V.1.6- Galeria de fundo para desvio do rio e garantia de vazão mínima
para o rio a jusante, após a construção da barragem.
Figura V.1.7- Galeria de fundo em concreto.
Figura V.1.8- Vertedouro tipo tulipa.
Usina Hidrelétrica Mauá – Paraná
Desvio do rio foi feito por baixo da barragem por meio de dois
condutos que serão fechados após a conclusão da obra
Execução de galeria de desvio – Dique 19B (UHE – Belo Monte
JOSÉ BOITEUX – SC – PROTEÇÃO DO EXTRAVASOR
UHE PINALITO
DESVIO DO RIO
ENSECADEIRAS
V.2- DESVIO DO RIO ATRAVÉS DE ENSECADEIRAS
As ensecadeiras são construídas com material lançado dentro do rio,
Figura V.2.1, com o objetivo de formar uma barreira parcial ao fluxo d’água,
transferindo-o e estrangulando-o, para a parte onde não foi construída a
ensecadeira. Desta maneira, na parte onde foi construída a ensecadeira,
procede-se ao esgotamento da água que ficou em seu interior, para que parte
da barragem seja construída, Figura V.2.2.
Figura V.2.1- Construção de ensecadeira – Barragem Flor do Sertão.
A definição de como construir a ensecadeira, deve ser criteriosamente
definida, pois a mesma vai ser implantada, com as águas do rio em movimento.
São construídas utilizando-se materiais de diversas granulometrias, desde
grandes pedaços de rocha até argila.
Apresenta-se na Figura V.2.3, sugestões para construção de uma
ensecadeira de até 5 m de altura (Eletrobrás, 1982). Apresenta-se na Figura
V.2.4, seção esquemática da ensecadeira da Barragem de Itaipu.
Figura V.2.2- Ensecadeira já construída – Barragem Flor do Sertão.
Geralmente são construídas duas ensecadeiras, primeiro uma e depois a
outra, podendo ser em número maior, dependendo da largura do rio.
Na construção do maciço da barragem no interior da primeira
ensecadeira, quando não houver estrutura de concreto nesta parte, uma galeria
ou tubulação de concreto deverá ser construída, com dimensões tais que
permita que, quando o outro lado do rio for fechado para a continuidade da
obra, toda a água do rio seja desviada para dentro desta galeria, que a conduz
de volta ao leito do rio, à jusante da obra. Quando houver uma estrutura de
concreto na barragem, na base desta estrutura são construídas as galerias de
maneira que o rio possa ser desviado por ali. Após a conclusão da obra, estas
galerias são fechadas, para que se proceda ao enchimento do reservatório.
Nas Figuras V.2.5 a V.2.8, são apresentadas esquemas, em planta, da
implantação de uma ensecadeira. Na Figura V.2.9 é apresentada a foto do
desvio do rio pelo fundo da primeira ensecadeira.
Nas Figuras V.2.10 a V.2.25, são apresentadas fotos de ensecadeiras de
algumas barragens.
Figura V.2.3- Ensecadeira – Transição (mistura de britas1, 2 e 3) – Vedação
(material argiloso) – Proteção (enrocamento) (Eletrobrás, 1982)
Figura V.2.4- Seção esquemática da ensecadeira da Barragem de Itaipu (in
Gaioto, 2003).
Figura V.2.5- Construção da primeira ensecadeira (Eletrobrás, 1982).
Figura V.2.6- Construção da Galeria de Fundo e construção da primeira parte
do aterro (Eletrobrás, 1982).
Figura V.2.7- Desvio do rio pela galeria e construção da segunda ensecadeira
(Eletrobrás, 1982).
Figura V.2.8- Desvio pelo fundo da estrutura de concreto para vertedouro e/ou
casa de máquinas (Eletrobrás).
Figura V.2.9- Desvio do rio pelo fundo da estrutura de concreto, construída
dentro da primeira ensecadeira (Barragem Flor do Sertão).
Figura V.2.10- Primeira ensecadeira – Barragem Flor do Sertão.
Figura V.2.11- Primeira ensecadeira – Barragem Flor do Sertão.
Figura V.2.12- Estrutura de desvio pela base. Barragem Flor do Sertão.
Figura V.2.13- Estrutura de desvio pela base - Barragem Flor do Sertão.
Figura V.2.14- Desvio do rio pela base. Barragem Flor do Sertão.
Figura V.2.15- Ensecadeira construída para reforma de PCH.
Figura V.2.16- Ensecadeira construída para reforma de PCH.
Figura V.2.17- Ensecadeira - Usina Hidrelétrica de Taquaruçú.
Figura V.2.18- Ensecadeira – Usina Hidrelétrica Porto Primavera.
Figura V.2.19- Ensecadeira – Usina Hidrelétrica Tucuruí.
Figura V.2.20- Ensecadeira – Usina Hidrelétrica Tucuruí.
Figura V.2.21- Ensecadeira.
Figura V.2.22- Fechamento de ensecadeira.
Figura V.2.23- Construção de ensecadeira – Itaipu.
Figura V.2.24- Ensecadeira.
Figura V.2.25- Ensecadeira.
Figura V.2.26- Ensecadeira – Usina Hidrelétrica Tucuruí.
Leito do rio dentro da ensecadeira – PCH Zé Fernando
UHE BARRA GRANDE
UHE BARRA GRANDE – DETALHE DO FECHAMENTO DO RIO
UHE CAMPOS N OVOS
UHE SERRA DA MESA – ENSECADEIRAS E TÚNEL DE DESVIO
ESQUEMA DE DESVIO POR TÚNEIS – UHE BARRA GRANDE
UHE MACHADINHO – SEGUNDA ETAPA DE DESVIO
LEITO DO RIO
DESVIO DO RIO
CANAIS
V.3- DESVIO DO RIO ATRAVÉS DE CANAIS
Em vales fechados, onde não é possível o desvio através de tubulação
de fundo ou ensecadeiras, o rio deve ser desviado através de canais ou
túneis escavados nas ombreiras. Estes processos podem ter custos bastante
elevados e deve-se procurar otimizar todos os procedimentos, como
utilização do material escavado na construção da barragem, compatibilidade
da altura das ensecadeiras com as seções hidráulicas de desvio, etc.
Apresentam-se nas Figuras V.3.1 a V.3.6, o canal de desvio de
Barragens.
Apresenta-se na Figura V.3.7 o túnel de desvio de uma barragem.
Figura V.3.1- Canal de desvio da Barragem de Itaipu.
Figura V.3.2- Canal de desvio da Barragem de Itaipu.
Figura V.3.3- Canal de desvio da Barragem de Itaipu.
Figura V.3.4- Canal de desvio da Barragem de Itaipu.
Figura V.3.5- Canal de desvio da Barragem de Itaipu.
Figura V.3.6- Itaipú – Vista Geral
UHE Santo Antônio, no rio Madeira, em Porto Velho (RO).
DESVIO DO RIO
TÚNEIS
V.3- DESVIO DO RIO ATRAVÉS DE TÚNEIS
ROCHA,2006
UHE MAUÁ – ROCHA 2006
UHE BARRA GRANDE – ROCHA 2006
ROCHA 2006
UHE CAMPOS NOVOS – DESCIDA DA COMPORTA CORTA FLUXO POR MEIO DE
GUINDASTE
UHE CAMPOS NOVOS – DESCIDA DA COMPORTA GAVETA POR MEIO DE GUINDASTE