barragem de camará - Procuradoria da República no Estado da

Transcrição

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE TECNOLOGIA
BARRAGEM DE CAMARÁ
Eng. Civil Prof. Normando Perazzo Barbosa
Eng. Civil Prof. Dr. Ângelo Vieira Mendonça
Eng. Civil Prof. Dr. Celso Augusto Guimarães Santos
Eng. de Minas Prof. Dr. Belarmino Barbosa Lira
João Pessoa, novembro de 2004
PREÂMBULO
No início da noite do dia 17 de junho de 2004, ocorreu uma brusca ruptura de um trecho da
Barragem Barra do Camará,. Onze dias depois, a parte remanescente sobre o orifício que causou o
esvaziamento rápido da barragem, também ruiu.
Um acidente desta monta em obra pública não acontece costumeiramente. Assim a sociedade passou
a exigir esclarecimentos sobre:
- como foi construída essa barragem;
- como ocorreu o acidente;
- se teria sido possível esvaziar o lago a tempo de evitar a catástrofe
Os Ministérios Públicos Federal e Estadual promoveram uma investigação. Um grupo de
Engenheiros da Universidade Federal da Paraíba foi encarregado de analisar o projeto e verificar o
que se passou durante a construção da obra, como também calcular o tempo de esvaziamento do
lago. Dois outros Geólogos de São Paulo, Drs. Milton Kanji e Carlos Nieble, encarregaram-se de
analisar a geologia e explicar como aconteceu o sinistro.
A análise da documentação mostrou: que o acidente ocorreu por conta de uma má interpretação de
um problema geológico que se tentou sem sucesso corrigir; que a barragem foi construída por firmas
consorciadas que, pela legislação não poderiam fazê-lo; que houve indefinição de responsabilidades
com o Proprietário omitindo-se completamente da fiscalização; que mais de 8 mil metros cúbicos de
concretos lançados foram dosados com pá carregadeira; que ao final da construção não se tinha
ensaios suficientes para uma análise estatística consistente das resistências dos concretos; que o
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paramento de montante apresentou-se muito permeável; que a barragem antes mesmo de ser
entregue já apresentou defeitos; que com a subida da água no lago evidenciou-se o mal
funcionamento da barragem; que o Proprietário não se mobilizou para acompanhar o primeiro
enchimento e foi muito lento em tomar as providências para correção das patologias; que se a
tubulação de 800 mm tivesse sido aberta a tempo a água poderia não ter atingido o nível que
provocou a ruptura.
Por tudo isto e pelo que é apresentado nos relatórios técnicos que fazem parte do inquérito do
Ministérios Públicos, pode-se dizer que a Barragem de Camará não foi construída segundo os
bons princípios da engenharia, tão pouco foi considerada após sua entrega como uma obra
importante que deveria ser acompanhada no seu primeiro enchimento.
João Pessoa, 26 de novembro de 2004.
Eng. Civil Prof. Dr. Normando Perazzo Barbosa
Eng. Civil Prof. Dr. Ângelo Vieira Mendonça
Eng. Civil Prof. Dr. Celso Augusto Guimarães Santos
Eng. De Minas Prof. Dr. Belarmino Barbosa Lira
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1. Introdução
A Universidade Federal da Paraíba foi convocada pelo Ministério Público para auxiliá-lo na
missão de inquirir os envolvidos no acidente da barragem de Barra do Camará, em Alagoa Nova PB,
tendo em vista a necessidade de apoio técnico por parte do corpo jurídico daquele órgão.
A Instituição indicou então uma equipe multidisciplinar composta pelos engenheiros que
assinam este documento.
A equipe acompanhou o depoimento dos convocados nas procuradorias federal e estadual,
fez algumas visitas ao local, analisou os documentos técnicos relativos à barragem e aqui apresenta
um relatório procurando usar uma linguagem compreensível para todos, daí a apresentação de
alguns conceitos que vão parecer óbvios aos engenheiros.
O fato é que ocorreu o insucesso em uma obra de engenharia. Como neste campo, e de resto
em todas as atividades humanas, a certeza não existe, os engenheiros lidam com probabilidades e
devem fazer com que a probabilidade de acontecer o insucesso seja a menor possível, norteado pelos
regulamentos técnicos, pela experiência e também pela economia. Como aqui essa probabilidade foi
atingida, deve-se então procurar identificar fatores que contribuíram para o ocorrido, com o fim de
se aprender e evitar insucessos futuros. Uma razão principal existe, porém outros detalhes merecem
ser analisados. Uma barragem é uma obra que deve ser projetada para durar no mínimo um século,
daí valer a pena examinar tudo que, do ponto de vista da engenharia, possa ter concorrido para o
colapso tão prematuro.
O que aqui se deseja é apenas apresentar e comentar fatos que foram constatados, sem a
menor intenção de fomentar animosidades.
No sentido de contribuir para que o Estado, proprietário de tantas obras de vulto passadas e
futuras, aprenda com o acidente da barragem de Camará e possa melhor se articular nas construções
futuras, aqui também se apresenta um procedimento que minimizaria a possibilidade de insucesso
das obras, em beneficio de toda a comunidade, sendo feita comparação com o que se passou com a
edificação da citada barragem.
2. Generalidades sobre construção de uma barragem
A construção de uma barragem, em um determinado lugar, como de resto qualquer obra de
vulto, deveria ser composta de duas grandes fases distintas: a de projeto e a de construção. Esta
obviedade infelizmente muitas vezes não é cumprida no Brasil, sendo comum projetos serem feitos
concomitantemente com a construção.
2.1 – Fase de projeto
Pode dizer-se que, resumidamente, a fase de projeto seria composta pelas seguintes etapas:
a- estudo hidrológico: feito com o fim de se conhecer a disponibilidade de água na bacia
correspondente à barragem em questão e estabelecer os parâmetros necessários ao projeto do corpo
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da barramento, como sua altura, largura, dimensões necessárias para o vertedouro, altura de sangria,
etc.
b- estudo das topografia e geologia local: feito para se locar e para se conhecer a pequena
parcela da superfície da crosta terrestre onde vai ser assente a barragem, visto a necessidade de uma
base firme para ela. Nesta etapa procede-se a sondagens, com especial atenção no local do eixo do
barramento, definido ou estabelecido com base nos próprios estudos topográficos e geológicos. Em
locais geologicamente complexos, podem ser necessários estudos geofísicos e de geologia estrutural.
c- estudo das jazidas dos materiais a serem usados na construção, estabelecendo-se sua
localização, volume e forma de exploração;
d - elaboração de um projeto básico com definição preliminar da obra e informações sobre
sua viabilidade técnica;
e - estudo dos impactos ambientais causados pela construção da barragem, com base no
projeto básico, contratado a terceiros, se o proprietário, em geral, o Estado, não dispõe de quadros
técnicos para tal;
f - elaboração do projeto executivo ou detalhamento do projeto básico. Este feito com base
nas informações das etapas anteriores, deveria, como manda a lógica, ser contratado pelo
proprietário a terceiros com experiência no ramo, uma vez aceita pelos órgãos ambientais a
proposição da barragem.
Tal projeto, deve ser composto por:
- memória de cálculos: documento onde se registram todos os parâmetros utilizados para o
projeto, os critérios e as hipóteses adotadas, os cálculos efetuados;
- conjunto de plantas: desenhos onde constam todos os detalhes construtivos que permitam a
execução da obra;
- especificações técnicas: documento que define as normas a que devem obedecer os
materiais de construção envolvidos, os procedimentos para sua aplicação, controle de qualidade dos
produtos e serviços e demais informações necessárias à construção;
- orçamento: planilha com todos os serviços, materiais, equipamentos, e seus quantitativos.
O orçamento pode ser feito não obrigatoriamente pelo encarregado pelo projeto, podendo ser
realizado por terceiros mas fará parte do Projeto Executivo. No orçamento dever-se-ia incluir um
item relativo ao acompanhamento periódico do desenrolar da obra por parte do responsável pelo
projeto, e também um outro item destinado a uma firma de fiscalização como um todo, ao longo de
toda a sua construção;
g – avaliação de conformidade do projeto. De posse do projeto executivo, o que hoje
recomenda a NBR 6118, norma relativa a estruturas de concreto, é que se faça uma avaliação de
conformidade do projeto que deve ser requerida e contratada pelo contratante (no caso o Governo
do Estado) a um profissional habilitado, devendo ser registrada em documento especifico que
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acompanha a documentação do projeto (em outras palavras, expedida ART do CREA). E diz mais
que: a avaliação da conformidade do projeto deve ser realizada antes da fase de construção e, de
preferência, simultaneamente com a fase de projeto, como condição essencial para que seus
resultados se tornem efetivos e conseqüentes. Esta avaliação de conformidade destina-se à busca da
qualidade, da durabilidade e a tornar extremamente improvável que o insucesso advenha nas obras
de engenharia. Assim, o proprietário da obra, quando encomendar o projeto deve prever também
recursos para essa avaliação de conformidade.
Muitos organismos públicos e privados já utilizam essa prática há bastante tempo. A
avaliação de conformidade do projeto deveria ser obrigatória para as obras públicas, sobretudo para
aquelas de maior vulto.
2.2 – Fase de construção
Para se proceder à construção em si, é necessária a escolha dos construtores, os quais devem
estar devidamente habilitados para a execução dos trabalhos descritos no projeto executivo. Para
tanto é que é organizado o processo licitatório.
A licitação deveria, portanto, acontecer já se tendo como referência o projeto executivo e
não, como soi acontecer, apenas com o projeto básico para posterior detalhamento. Isto poderia até
não evitar completamente, mas minimizaria enormemente a necessidade dos aditivos tão comuns às
obras públicas. Evidentemente ter-se-ia que gastar muito mais no projeto, mas, no fim das contas,
poderia ser vantajoso técnica e economicamente.
Evidentemente, ao longo do processo construtivo, pequenas modificações são por vezes
necessárias, devendo, estas, serem sempre aprovadas por todas as partes envolvidas. Assim, o
projetista deve acompanhar, de tempos em tempos, o desenvolvimento da obra. É por conta dessas
modificações que ao final da construção, deve reorganizar-se um conjunto de plantas conhecido
como “as built” (como construído).
Em se tratando de obra pública, cujo proprietário é o Estado, na fase de construção deveriam
envolvidos estar:
- as empresas construtoras para a materialização física da obra
- o projetista para acompanhamento do desenvolvimento do projeto e pequenas adaptações
que se façam necessárias
- uma empresa de consultoria para proceder ao controle tecnológico dos materiais, definir os
traços de concreto e seu modo de aplicação, acompanhamento da construção como um todo, com a
função também de fiscalizar as construtoras, zelando para a obtenção de uma obra de qualidade.
Esta empresa deveria ser contratada pelo Estado, proprietário da construção, e não pelas próprias
empresas construtoras. No entanto, como normalmente estes serviços constam na planilha licitada,
verifica-se que, muitas vezes, os construtores é que indicam a empresa de consultoria, havendo a
concordância explícita do Estado, evidentemente.
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- o Estado, com presença de engenheiro residente permanentemente na obra, e corpo técnico
que deve ser mobilizado quando particularidades ocorrem ao longo do período construtivo. O
engenheiro residente dever ter voz ativa e todo o respaldo para contestar possíveis não
conformidades constatadas ao longo do desenvolvimento dos trabalhos. Deve, pois, ter uma ação
fiscalizadora tanto sobre a própria empresa de consultoria e de fiscalização, se for o caso, quanto das
empresas construtoras. Evidentemente tem que se tratar de pessoa com experiência na área.
2.3 Resumo dos procedimentos
Na Figura 1 pode-se ver o resumo das seqüências mais lógicas para o Órgão Público
construir as obras públicas, na Figura 2 tem-se o procedimento usualmente adotado.
FASE DE PROJETO
a- estudo hidrológico
b- estudo das topografia e geologia local
c- estudo das jazidas dos materiais
d - elaboração de um projeto básico
e - estudo dos impactos ambientais
a construção é viável ?
sim
f - elaboração do projeto executivo
g – avaliação de conformidade do projeto
licitação
FASE DE CONSTRUÇÃO
Empresas construtoras Empresa de consultoria e fiscalização Acompanhamento do Projetista
Fiscalização do proprietário
Figura 1 - Procedimento mais lógico para a construção de obras públicas
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FASE DE PROJETO
a- estudo hidrológico
b- estudo das topografia e geologia local
c- estudo das jazidas dos materiais
viável a construção ?
sim
licitação
f - detalhamento do projeto
Empresas construtoras Empresa de consultoria e fiscalização Acompanhamento do Projetista
Fiscalização do proprietário
Figura 2- Procedimento usual de construção de obras pública
3. O caso da Barragem de Barra do Camará
A barragem de Camará apresentou algumas peculiaridades, visto que houve uma mudança de
uma barragem de terra para de concreto compactado com rolo. Resumindo, as etapas acima
apresentadas podem ser listadas como indicado na Figura 3.
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Licitação de barragem de terra
a- estudo hidrológico: aproveitado da Atecel
b- estudo das topografia e geologia local: aproveitado da Atecell
c- estudo das jazidas dos materiais: Holanda Enga.
d - elaboração de um projeto básico em CCR: Holanda Enga.
f – detalhamento do projeto
Construtoras: CRE-Andrade Galvão Empresa de consultoria e fiscalização: Holanda Enga.
Acompanhamento do projetista: Eng. Holanda
Fiscalização do proprietário: confiada inteiramente à Holanda Enga.
Figura 3 – Procedimento ocorrido na Barragem de Camará
Aqui quando se fala de proprietário, entenda-se não apenas o Estado da Paraíba mas também
o próprio Governo Federal que enviou os recursos.
3.1 – Considerações iniciais
O exame da documentação disponível no Ministério Público mostrou que foi a Companhia
de Águas e Esgotos do Estado da Paraíba (CAGEPA) que em 1997 solicitou da ATECEL um estudo
hidrológico, um estudo da geologia local e um projeto executivo para a construção de uma barragem
de terra.
De posse desse projeto foi feita uma licitação para barragem de terra tendo saído vencedora a
empresa CRE.
Quando tiveram inicio as obras, segundo relatório de auditoria do TCU, datado de
24/07/2001, após primeiros cortes da fundação...presença de material rochoso e em decomposição
nas ombreiras, abaixo de áreas detectada na sondagem como rocha sã...bem como jazidas de areia
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...de pouca espessura... exigência de áreas grandes de desmatamento... aumentando impacto
ambiental, concluiu-se inviável o modelo inicialmente apresentado (ou seja, barragem de terra).
Mediante novo estudo de solo com sondagem mais acurada... houve mudança para barragem
Concreto Compactado com Rolo (CCR). Segundo o próprio TCU, (folha 72 Vol 1 do inquérito) este
órgão foi informado que se houvesse a decisão pela continuidade da barragem de terra, o preço
seria elevado para R$17.767.462,25 enquanto que com a mudança do projeto para barragem CCR,
o custo ficaria em torno de R$16.738.799,77. Para essa mudança, concorreram também pareceres
técnicos favoráveis da CEC Engenharia e da Holanda Engenharia.
Como a CRE, vencedora da licitação para uma barragem de terra, não tinha habilitação
técnica para construção de barragem de CCR, consorciou-se com a construtora Andrade Galvão.
Assim, o projeto da barragem de CCR que ruiu começou a ser feito quando os construtores já
estavam no campo, executando os serviços preliminares, como desmatamento, limpeza, construção
de acessos, instalação de equipamentos etc. Como não se dispunha do projeto executivo, tornou-se
impossível definir o custo final, e evidentemente não se pôde seguir a lógica seqüência dos passos
aqui anteriormente apresentados. Ficou mantido exatamente o mesmo orçamento inicial da
barragem de terra, de aproximadamente 9 milhões e quinhentos mil reais, e assim não foi feita nova
licitação. Essa situação resultou em aditivos financeiros ao longo da construção da obra, o primeiro
para reajustar o preço para o valor acima citado (R$16.738.799,77), o segundo que levou o valor da
obra a R$19.705.603,59. Posteriormente atualizações monetárias foram ainda feitas, levando o
montante final para cerca de 24 milhões de reais.
Assim, no caso da Barragem de Camará, houve um desacerto entre fases de projeto e de
construção, com mudanças radicais no objeto original da licitação e variação do valor final da obra.
No depoimento dos envolvidos, uma certa indefinição de responsabilidades ficou patente.
Segundo os engenheiros da Secretaria do Meio Ambiente e Recursos Hídricos, SEMARH, a
fiscalização da obra estava totalmente a cargo da Holanda Engenharia. Já a Holanda Engenharia cita
que foi contratada pela CRE, com anuência da SEMARH, para o controle tecnológico dos materiais
aplicados na obra, não tendo a incumbência de fiscalização. A Engenheira que consta nos relatórios
da Holanda Engenharia (e, em nome dela assina-os), afirma que não pertence à essa firma e sim à
Andrade Galvão, sendo responsável apenas pelo controle de qualidade da obra, contratada por esta
última. Os engenheiros da SEMARH dizem que a Engenharia pertencia à Holanda Engenharia. Se
assim fosse, estaria fiscalizando a si própria! O projetista e o encarregado pelo controle são a mesma
empresa!
Examinando-se o contrato entre a CRE Engenharia Ltda e a Holanda Engenharia, verifica-se
que a Holanda teria as seguintes responsabilidades:
execução de dosagens experimentais de todos os traços de concreto; caracterização de todo
o agregado e materiais de construção; elaboração de estudos de estrutura de CCR experimental;
acompanhamento de todos os trabalhos de campo no que se refere a preparo de fundações;
acompanhamento de todos os trabalhos envolvendo montagem de forma antes da aplicação dos
concretos; acompanhamento de todos os trabalhos envolvendo colocação de armaduras;
acompanhamento de todos os trabalhos envolvendo montagem de embutimentos metálicos e de
tubulações; acompanhamento e verificação de todos os trabalhos envolvendo limpeza e preparo de
fundações para aplicação de concreto convencional, instalação dos sistemas de drenagens,
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instalação dos sistemas de aterramento e instrumentação; acompanhamento de todos os trabalhos
envolvendo limpeza e preparo de juntas em concreto; acompanhamento de todos os trabalhos de
lançamento de concreto; elaborar com equipe de construção plano de concretagem para cada peça,
acompanhamento de todo o processo de cura do concreto; acompanhamento de todos os serviços de
reparo necessários; análise e estudos dos projetos viabilizando de maneira econômica a aplicação
das especificações técnicas; elaboração de relatórios mensais sobre as atividades de controle de
qualidade; definição de materiais aglomerantes mais adequados, estudos de propriedades de
caracterização de agregados; acompanhamento dos serviços de lançamento e compactação de
CCR; fornecimento e instalação dos equipamentos necessários à rotina de acompanhamento e
realização de ensaios de laboratório e campo; inspeção dos lotes de materiais industrializados
quando do seu recebimento; visita à obra no mínimo uma vez a cada 45 dias (despesas por conta da
contratante).
Estas atividades correspondem à de uma empresa também com o papel de fiscalizar a
construção. Convém lembrar que o valor do contrato pelos 12 primeiros meses entre a CRE e a
Holanda Engenharia para prestação dos serviços acima envolvidos foi de R$80.800,00 (oitenta mil e
oitocentos reais) o que corresponde a um valor mensal de R$ 6.733,33.
Como se vê, impossível é o cumprimento do supra especificado sem a presença de um
engenheiro permanentemente na obra. A Holanda Engenharia tinha no canteiro dois laboratoristas,
que não poderiam assumir todas as funções citadas. O valor mensal apresentado seria de tudo
insuficiente para a contratação de um profissional com experiência para assumir funções de tanta
responsabilidade! O intervalo entre visitas, também é excessivo nesse tipo de obra que avança
rapidamente.
Aqui nota-se a omissão do Estado, que como proprietário, deveria exigir presença
permanente de um engenheiro da consultoria, e atentar para o fato de que o valor do contrato seria
insuficiente para tal.
Cabe, no entanto, voltar a relatar que se estabeleceu uma certa confusão entre a consultoria,
uma das construtoras e o Estado. A engenheira da Queiroz Galvão era considerada como pertencente
aos quadros da Holanda Engenharia (e seu nome consta nos relatórios mensais). Na realidade, a
mesma afirmou que não cumpria as funções que foram acima citadas, apenas coletava os resultados
de ensaios e os enviava, por correio eletrônico, à Holanda para elaboração dos relatórios. Assim, de
fato, a Holanda não tinha engenheiro na obra! Ou se tinha, não teria sentido ser a mesma engenheira
contratada, também, pela construtora. E o Estado não se deu conta deste fato!
3.2 A barragem em CCR
Conforme já citado, a Holanda Engenharia foi contratada pelo Consórcio, com autorização
SEMARH, para detalhamento do projeto executivo a partir de um projeto básico por ela mesma
desenvolvido. O valor do contrato foi de R$ 67.300,00, segundo informações colhidas na
documentação.
Considerando-se o valor inicial estimado para a obra de CCR de R$17.767.462,25, o projeto
não atinge a 0,4% daquele valor, percentagem muito pequena considerada a responsabilidade e a
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importância da construção, qual seja: uma barragem com 50 metros de altura, situada a montante de
cidades.
O projeto final da Holanda Engenharia definiu a uma barragem com as seguintes
características:
Tipo: Gravidade em concreto compactado com rolo
Altura do maciço: 50 m
Comprimento do coroamento: 296 m
Largura do coroamento: 5,5 m
Largura do sangradouro: 39 m
Revanche: 4m (cota do topo menos conta do sangradouro)
Lâmina máxima de sangria: 2,30 m
Paramento de montante: vertical
Paramento de jusante: em degraus
Capacidade aproximada: 26,5 milhões de m3
A Figura 4 indica a seção transversal no trecho central da barragem e uma vista de montante.
Após a catástrofe, teve-se acesso ao projeto que foi executado bem como a relatórios da
Holanda Engenharia e outros documentos e sobre eles alguns comentários são feitos.
Figura 4- Seção transversal típica da barragem Barra do Camará e vista de montante
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a-estudos hidrológicos
Foram considerados pela Holanda Engenharia os estudos anteriores feitos pela ATECEL
para a barragem de terra. Com eles fez-se o dimensionamento hidráulico do sistema de desvio do rio
durante a construção e definiram-se os parâmetros como largura de vertedor, altura de sangria,
geometria da crista vertente, etc.
b-estudos geológicos
Conforme atestado pelo depoimento da Holanda Engenharia, foi aproveitado o estudo
geológico da ATECEL, e feitas complementações.
Na análise da geologia pela ATECEL, foram feitas sondagens e foram constatadas fraturas
nas rochas que tendem ao desaparecimento com a profundidade. ... as fraturas ocorrem até uma
profundidade de cerca de 14 m no domínio das ombreiras e cerca de 4,3 m no vale....Com relação à
estabilidade e à estanqueidade: não há ocorrência destes problemas pois são rochas altamente
resistentes aos esforços de tração, compressão, torção, etc. Todavia em razão da sua
compartimentação em maciços rochosos pelas fraturas de lasqueamento, a estabilidade e a
estanqueidade da barragem está condicionada à remoção não somente destes blocos de rocha no
domínio do eixo do barramento como também da capa intempérica, inclusive solo das áreas do
eixo, do sangradouro e da bacia hidráulica....
Na Figura 5 pode-se ver o aspecto da geologia local, na região onde foi construída a
barragem.
Figura 5- Camada superficial no local da barragem, composta por solo, rochas em decomposição
entre blocos: características da geologia local
Continua o trabalho da ATECEL: As condições topográficas ... são favoráveis à implantação
de barragem de terra ou de enrocamento ou mesmo de concreto compactado a rolo. Os taludes das
ombreiras são íngremes e apresentam blocos soltos, aos quais deve ser dispensada especial atenção
tendo em vista que a estabilidade do barramento está condicionada à remoção desses blocos.
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Muitos blocos foram retirados, inclusive com explosivos. A escavação foi até maior que a
prevista inicialmente. Porém após o acidente, ficou visível que, apesar de tudo, a barragem foi
assente sobre blocos praticamente soltos não removidos. Pode-se alegar que na ocasião da
construção não se podia percebê-los, mas com a descrição geológica feita, maiores cuidados
deveriam ter-se tido antes do lançamento de concreto sobre a fundação.
Figura 6 – Parte da ombreira esquerda construída sobre rocha intemperizada e blocos soltos
Também é dito que a estanqueidade das fundações apresenta-se como um problema a ser
solucionado... indispensável o tratamento das fundações por meio de injeção de calda da água e
cimento... no mínimo entre as estacas 2 e 10, em três linhas de furos espaçadas de 3 m ... a linha
central deve coincidir com o eixo da obra.
Na Figura 7 percebe-se que o projeto de CCR adotou apenas uma linha de furos para injeção.
O espaçamento foi superior ao especificado, sendo adotado 3,5 m. Na realidade é comum que tres
linhas de injeção sejam usadas em barragens de terra e uma em barragem de concreto. Também se
sabe que as injeções de cimento são mais eficazes quando os vazios entre rochas são preenchidos
com solo de granulometria grossa. Quando se tem considerável fração de silte e argila no material
entre os blocos, como parece ser o caso, outros produtos (bem mais caros) seriam mais adequados.
Com o resultado das injeções mostrando pequena penetração de calda de cimento na maioria dos
furos, sabendo-se que se tinha material excessivamente compartimentado, talvez tivesse merecido a
pena se investigar mais como estabilizar melhor os blocos.
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Como a ruptura da barragem ocorreu nas fundações, é conveniente lembrar que quando
ocorreu a mudança de uma barragem de terra para uma de CCR seriam necessários estudos
geológicos mais aprofundados para o assentamento seguro da obra. Uma barragem de terra tem os
paramentos de montante e de jusante com pequena inclinação, o peso do material que a compõe se
distribui em uma grande área. A barragem de CCR tem o paramento de montante vertical, grande
inclinação a jusante, o peso do concreto é bem superior ao do solo compactado, distribuindo-se em
uma área cerca de cinco vezes menor que a da barragem de terra (Figura 8).
Figura 7 – Indicação no projeto de apenas uma linha de injeção
Figura 8 – Área de fundação muito maior na barragem de terra
Além disto, uma barragem de terra é flexível, permitindo maiores deformações e
acomodações, enquanto a de CCR é uma estrutura muito rígida. Logo, preciso seria complementar
os estudos geológicos para se dar uma solução de engenharia capaz de oferecer segurança às
fundações da barragem.
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Além das sondagens, técnicas existem que podem ajudar a complementar as dados que
permitem se ter uma idéia mais precisa da estrutura rochosa. Com recursos ecográficos, por
exemplo, pode-se obter algumas informações da presença de fraturas, foliações, planos preferenciais
de deslizamento (Figura 9). Associados à sondagem rotativas e com apoio da geologia estrutural terse-ia muito maior chance de definir corretamente o modelo geológico. A partir dele, e com analise
granulométrica do material entre os blocos, providencias podem ser tomadas para a consolidação
total da fundação através de um número adequado de furos de injeção de pasta de cimento, concreto,
betonita, poliuretano, acrilato, etc.
Figura 9 - Resultado de imageamento ecográfico bidimensional de subsuperfície
por reflexão eletromagnética (GPR) (Fonte relatório SEMARH)
Os relatórios da Holanda Engenharia mostram que foram feitas injeções de cimento ao longo
do eixo da barragem, porém tudo leva a crer que em quantidade insuficiente e sem maiores
preocupações sobre sua eficácia ou não.
c - estudo das jazidas dos materiais
A Holanda Engenharia encarregou-se da escolha e estudo das jazidas dos materiais para
serem usados na construção da barragem. Apresenta um bom trabalho indicando as especificações e
como controlar a qualidade dos agregados.
Existiram duas proposições de projeto básico: uma da CEC Engenharia, de Fortaleza, Ce,
outro feito pela Holanda Engenharia, tendo este último sido escolhido para dar seguimento ao
processo. Estes projetos básicos foram feitos a partir do momento em que se pensou em substituir o
projeto original em terra pelo em CCR.
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Foram feitos pela já com a barragem em construção, contrariando a ordem natural das coisas.
f - elaboração do projeto executivo/ detalhamento do projeto
Como já apresentado anteriormente o projeto é composto por
- memória de cálculo
- conjunto de plantas
- especificações
- orçamento
O projeto foi bem detalhado pela Holanda Engenharia apesar de se estranhar o sagradouro
com uma mudança brusca na geometria, apresentando uma angulosidade não recomendada pelos
princípios da Hidráulica. Foram apresentadas as memórias de cálculo relativas à parte envolvendo
os parâmetros hidrológicos, dimensionamento da galeria da tomada d’água e à análise da
estabilidade do maciço..
O conjunto de plantas foi bem elaborado com os detalhes necessários à boa execução da
obra.
No que diz respeito às especificações técnicas, elas estão bem redigidas, atualizadas e
corretamente apresentadas (resta a discutir se são todas adequadas). Lá se indicam claramente os
requisitos necessários para os concretos atingirem as resistências de projeto. Também são indicadas
de forma objetiva como fazer o controle da qualidade dos agregados, além de mostrar detalhes sobre
o procedimento para limpeza e tratamento da fundação. Ressalve-se que não foi considerada a
complexidade da geologia local.
O orçamento não vai aqui ser discutido, no entanto, alguns aspectos parecem interessantes
para serem comentados. Por exemplo, na planilha apresentada para licitação, tem-se especificações
para alguns concretos em função do consumo de cimento por metro cúbico (Tabela 1):
Tabela 1- Extrato da planilha orçamentária
4.0
4.2
4.3
4.4
MACIÇO
Preparo, carga, descarga, transporte, lançamento, espalhamento e adensamento de
concreto de regularização com consumo mínimo de cimento de 250 Kg/m³
Preparo, carga, descarga, transporte, lançamento, espalhamento e adensamento
de concreto de impermeabilização do contato com a fundação com consumo mínimo
de cimento de 350 Kg/m³
Preparo, carga, descarga, transporte, lançamento, espalhamento e adensamento
de concreto de face com consumo mínimo de cimento de 300 Kg/m³, usado no
paramento de montante
unidade
m³
m³
m³
Analisando-se as composições dos concretos fornecidos pelo Eng. Holanda em trabalho
intitulado Barragem de Barra do Camará, publicado nos anais do Congresso Brasileiro do Concreto
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do Instituto Brasileiro do Concreto, em Vitórias, ES, em agosto de 2003, e também os relatórios
mensais da Holanda Engenharia, vê-se que no concreto correspondente ao item 4.2 foi utilizado 200
kg/m3, no do item 4.3, 338 kg/m3 e finalmente no correspondente ao item 4.4, 190 kg/m3. Na
realidade esses valores não se mantêm obrigatoriamente fixos, variando um pouco no decorrer da
obra por conta até de variação da composição dos agregados. No entanto, eles podem ser tomados
como base.
Aqui cabe uma discussão que deveria ser estendida a todas as obras públicas de vulto. Não se
pode imputar culpa ao tecnologista de concreto (no caso a Holanda Enga.) se foram atingidas as
características desejadas para o concreto com um menor consumo de cimento. O projetista
especificou, no caso do concreto do item 4.4 da Tabela 1 uma resistência característica de 10 MPa
aos 90 dias. Ora, essa baixa resistência pode ser obtida com muito menos cimento que os 300 kg/m3
preconizados. Além disso, pode o projetista também justificar sua decisão em reduzir o consumo de
cimento com base no fato que a liberação de calor de hidratação (capaz de gerar fissuras de origem
térmica) é maior num concreto com um consumo mais alto. Daí adotar um consumo bem menor,
que o previsto na planilha.
No caso da Barragem Camará, embora com justificativa técnica, resta um constrangimento:
o projetista e o tecnologista são a mesma pessoa! Assim, o projetista especifica um concreto de
baixa resistência e o tecnologista consegue reduzir o consumo de cimento de 300 para 190 kg/m3.
Essa redução é comumente considerada como um ganho técnico, e a medição (pagamento) é feita
com base no que está indicado na planilha. Embora sejam usados 190 kg/m3 de cimento o
pagamento é feito sobre 300 kg/m3. Este procedimento é adotado corriqueiramente em outras obras,
portanto, não se quer absolutamente dizer que houve má fé, mas apenas expor o fato para esses
procedimentos serem mais discutidos.
Também merece debate o fato de se reduzir muito o consumo de cimento em concretos de
maior importância, como é o caso do concreto de face de montante e o das superfícies em contato
com água em movimento. Adiante vai-se ver como isto influenciou no desempenho da barragem.
Particularidades do projeto
No que se segue, vão-se apresentar alguns comentários relativos a alguns itens do projeto.
O próprio projetista salientou como aspectos importantes:
- utilização de concreto com adição de fibras na construção do perfil Creager (parte superior
do sangradouro) e na laje da bacias de dissipação do vertedor em substituição às armaduras
convencionais
- muros laterais do vertedor fazendo parte do próprio maciço do CCR, envelopados por
concretos convencionais nas zonas de exposição ao fluxo hidráulico (Figura 10)
17
Figura 10 – Muros laterais do vertedor fazendo parte do maciço
- paramento de jusante das seções não submersíveis (fora da região do vertedor) feito com a
combinação de duas declividades diferentes, eliminando-se o trecho superior usualmente vertical
com aplicação de faceamento de concreto convencional. Resultou em uma bela construção.
Galeria de drenagem
Foi projetada uma galeria de inspeção e de drenagem ao longo do corpo de parte da
barragem. Na Figura 11 pode ver-se o seu posicionamento. As dimensões da entrada da galeria
parecem ser relativamente grandes (Figura 12), causando redução da seção útil. Se for feito um corte
transversal no trecho inclinado da galeria de 2,6 m de largura, a distância entre o piso e o teto chega
a 4,20 m! Note-se que foi na entrada da galeria e propagando-se através dela que a ruptura
aconteceu (Figura 13). Lógico que não foi a galeria a responsável pelo colapso, porém vale o alerta
para se pensar melhor neste detalhe de enfraquecimento do maciço por conta do vazio da galeria.
Note-se que perto da zona em que rompeu (à esquerda do vertedouro na Figura 11), há um trecho
vertical da galeria atingindo uma altura de 12 m! Não deixa de ser um valor significativo, fazendo
com que seja necessária uma análise de tensões pois quando se tem um vazio num maciço
comprimido, normalmente por ali aparecem tensões de tração.
Figura 11 – Vista de montante da galeria de drenagem projetada
18
Figura 12 – Entrada da galeria de drenagem e seu interior
Figura 13 – Ruptura envolvendo a entrada da galeria de drenagem propagando-se através dela
Resistência especificada para o CCR
O projetista fixou uma única resistência para o concreto compactado com rolo, qual seja, 7
MPa aos 90 dias, consumo de 80 kg de cimento por metro cúbico de concreto. Foi estabelecido um
peso específico teórico de 2412 kgf/m3. Apesar de a altura máxima da barragem chegar aos 50 m, a
resistência e o consumo de cimento indicados correspondem a valores corriqueiramente usados em
barragens de CCR no Brasil. Nos Estados Unidos, por questões de durabilidade, são recomendadas
resistências mínimas da ordem do dobro (2000 psi) da aqui citada (EP110-2-12 Seismic design
provisisons for roller compacted concrete dams- Corps of Eng. 30 set 1995).
19
Na análise da estabilidade feita pelo projetista aparece tensão máxima de compressão de 0,38
MPa na seção vertedoura na face jusante e 0,707 MPa na cota 420. O fator de segurança é mais que
adequado, se a resistência real do CCR atingir realmente os 7 MPa.
Não foi apresentada pela Holanda Engenharia uma análise de tensões ao longo do corpo da
barragem. Porém, conforme já citado, nas vizinhanças da galeria, por conta do vazio por ela
causado, é comum aparecerem tensões de tração no material.
Através de uma análise pelo Método dos Elementos Finitos pode-se perceber este fato.
Resultados para diversas situações são apresentadas no Anexo. Aqui foi considerada a seção
indicada na Figura 14 (praticamente onde houve ruptura).
Foi considerado estado plano de deformações, módulo de elasticidade do CCR de 12,6 GPa,
coeficiente de Poisson 0,2, peso específico 23.5 kN/m3, altura d`água correspondente ao dia da
ruptura, sem sub-pressão. Na Figura 14 pode-se ver que aparecem, por exemplo, tensões de tração
na direção x, (direção horizontal no plano da seção transversal) da ordem de 0,3 MPa e picos de
compressão de 1,85 MPa (Figura 14). Se for considerado que a resistência à tração do CCR seja
10% da resistência à compressão, se esta não atingir os 7 MPa, como se verá no anexo, está-se em
níveis de tensão sem a adequada segurança.
Figura 14– Tensões σx nas vizinhanças da galeria (valores em tf/m2)
Resistência especificada para o concreto de face de montante
Numa barragem de CCR são empregados diversos tipos de concreto. Na parte em contato
direto com a água tem-se o chamado concreto convencional de face de montante (CCV de face
montante). Este deve ser um concreto de baixa permeabilidade que tem a função de reduzir ao
máximo a percolação de água através do maciço. Valores típicos de resistência para estes concretos
20
são da ordem de 18 MPa a 25 MPa. Também a espessura não deve ser muito pequena, pois, o
caminho de percolação sendo menor, mais água atravessa-o no mesmo intervalo de tempo. Valores
típicos da espessura do concreto de face vão de 80 cm -120 cm na parte inferior das barragens,
próximas ao fundo do lago, a cerca de 50 – 60 cm nas partes superiores onde é menor a pressão de
água. Embora a resistência à compressão não esteja diretamente ligada à permeabilidade, em
principio um concreto mais resistente é menos permeável. No caso, foi especificada uma resistência
característica à compressão aos 90 dias de idade de apenas 10 MPa. Em seu depoimento, a Holanda
Engenharia justificou a baixa resistência indicada com base no consumo de cimento especificado, de
190 kg/m3, que, segundo ela, conduziria a um concreto de baixa permeabilidade, mesmo tendo sido
usado uma relação água/cimento de 0,74.
Difícil é acreditar, como se verá adiante, que um concreto com essas características seja
capaz de apresentar permeabilidade suficientemente baixa pra reduzir a níveis desejados a
percolação de água através dele sob pressão de uma coluna d´água de 50 m de altura!
A espessura da camada de concreto de face adotada foi variável, entre 20 e 55 cm, conforme
detalhe mostrado na Figura 15, retirada do projeto da Holanda Engenharia.
Figura 15 – Detalhe do concreto de face
Na prática, no paramento de montante assim projetado, ocorrem estrangulamentos que
reduzem a espessura a valores menores que 20 cm (Figura 16) facilitando a passagem da água.
21
Figura 16 – Concreto de face da barragem com espessura variável e estrangulamentos
Na Figura 17 vê-se que a idéia de evitar a percolação de água através do maciço com os
dados do projeto relativos ao concreto de face não funcionou. A jusante se consegue identificar qual
o nível de água a montante da barragem, isto cinco dias antes do colapso. Em pouquíssimo tempo a
água atravessou a barragem!
Figura 17 – Percolação de água pelo corpo da barragem, 5 dias antes do infortúnio, mostrando que o
paramento de montante está trabalhando de forma ineficaz
22
Compare-se com uma outra barragem também de CCR que, apesar acumular água a nível
elevado, não deixa transparecer a jusante o nível em que ela se encontra (Figura 18).
Figura 18 – Barragem de CCR em que não se percebe por jusante o nível d’água a montante
Um exame do concreto de face da parte da barragem que não ruiu mostra que se trata de um
concreto permeável, de baixa resistência e com imperfeições como as mostradas na Figura 19. A
fissura vertical provavelmente coincide com uma junta e é normal, porém a inclinada corresponde a
uma patologia. Pode alegar-se que se tratam de pontos localizados na imensa área do paramento de
montante, que poderiam ser reparados, é verdade. Porém o fato é que a barragem foi entregue e os
reparos não foram feitos. É difícil admitir que seja considerado normal o que mostra a citada Figura.
Merece até melhor análise a origem das fissuras inclinadas pois podem representar pequenos
deslocamentos de fundação.
A percolação contínua de água no concreto provoca lixiviação (dissolução e transporte)
(Figura 20) do hidróxido de cálcio oriundo da reação química dos silicatos do cimento com a água,
deixando vazios e diminuindo a resistência já baixa do concreto. Costuma dizer-se que com o tempo
as fissuras e os poros maiores colmatam (o hidróxido de cálcio reage com o CO2 do ar formando
carbonato de cálcio que preenche e veda os poros). Isto pode até ser verdade em alguns casos, mas
num concreto pobre em cimento, com poucos finos, muito permeável, é pouco provável que a
percolação visível na Figura 24 seja estancada pela carbonatação. Note-se que se trata de uma
barragem nova que pela primeira vez está recebendo um nível de água significativo. Os fatos
mostram que ela não foi projetada e construída pensando na durabilidade
23
Figura 19 – Imperfeições no concreto de face que permitem percolação mais intensa de água
Figura 20 – Trecho jusante no vertedor com intensa lixiviação provocada pela
percolação da água através do maciço
24
A lixiviação do hidróxido de cálcio da pasta endurecida produz vazios no seu interior. Além
disso, quando aquele material, que é uma base, sai da massa de concreto, vai reduzir a alcalinidade
da matriz cujo pH diminui. Isto facilita o desencandeamento do processo corrosivo das armaduras
que começam a se estragar, como se vê na Figura 21, na galeria por onde passa a tubulação da
tomada d’água da barragem de Camará.
Figura 21 – Concreto com lixiviação e processo corrosivo desencadeado
25
Comentados alguns aspectos do projeto e do que se passava na barragem, passa-se a tecer
algumas considerações sobre a fase construtiva da obra.
Fase de construção e implicações com o acidente
O problema geológico e suas consequências
Pela análise da documentação não se tem informação de estudos geológicos adicionais além
dos feitos pela ATECEL, para uma barragem de terra. Ao que consta nenhum estudo de geofísico ou
de geologia estrutural foi executado.
Sem maiores informações, no início da construção da barragem, quando se procedia à
limpeza para executar fundação, percebeu-se um grande bloco de rocha fraturado, em posição
instável, cujo desenho, fora de escala, é apresentado na Figura 22 que também mostra uma visão do
local.
Figura 22 – Esquema de rocha instável na ombreira esquerda e vista do orifício
preenchido com solo residual (fonte: relatórios da Holanda Enga.)
No relatório de dezembro de 2000, o relatório da Holanda Enga. se refere à falha citada.
A falha detectada se revelou como contato não soldado, com preenchimento de material
arenoso e de alteração, na região do contato da rocha no leito do rio e o talude esquerdo.
Foi trazido um Engenheiro Geotécnico que propôs um procedimento para estabilização do
grande bloco. O relatório relativo a abril de 2001 mostra a preocupação da Holanda com o bloco de
pedra, que ela esperava conter também pelo confinamento provocado pelo maciço de CCR:
26
Durante o mês de Abril, foi dada continuidade a execução das recomendações do Eng.
Geotécnico Alexandre Sagnoli, com a finalidade de minimizar os riscos de instabilidade da
superfície rochosa, decorrente da infiltração das águas das chuvas nas falhas das ombreiras direita
e esquerda.
Conforme já comunicado por carta, na data de 17 de abril de 2001, é observada a
necessidade de ser iniciada e concluída a construção do maciço de CCR até a elevação
correspondente ao piso da bacia de dissipação do sangradouro da barragem, de modo a promover
o tratamento do maciço rochoso da Ombreira Esquerda, na região da descontinuidade geológica
detectada no sentido do fluxo.
Esta necessidade deve ser observada, haja visto que um deslizamento que eventualmente
possa ocorrer naquele local, poderá acarretar em trabalhos adicionais para remoção de rocha sã e
recomposição em volume de concreto (CCR e CCV), com conseqüentes impactos em termos de
prazo de execução da obra e custos decorrentes.
O procedimento proposto consistia em se retirar o material sob a rocha (Figura 23), limpar e
preencher com concreto. Para tanto foi construído um muro de arrimo escalonado como se vê na
Figura 23.
Figura 23 – Retirada do material intemperizado sob o bloco de rocha
Na figura 24 pode-se ver o aspecto geral durante e após o trabalho.
27
Figura 24 – Vista geral durante e após execução da solução proposta para contenção
do bloco (Fonte: relatórios da Holanda Enga.)
O relatório de maio de 2001 da Holanda Engenharia volta a insistir:
Considera-se fundamental que haja o confinamento da fundação, principalmente o trecho do
talude da ombreira esquerda, onde ocorre a descontinuidade no sentido do fluxo. Os tratamentos
previstos e aprovados para o enchimento da falha, terão a dupla finalidade de estabilizar a massa
28
de rocha da ombreira como também evitará que seja formado um caminho preferencial de
percolação através do material.
A solução de engenharia proposta foi infeliz, não sendo capaz de conter o deslizamento da
rocha e de sua contenção (Figura 25).
Figura 25 – Deslizamento dos blocos sob a barragem: a solução adotada e o confinamento do
maciço não foi capaz de contê-lo
Segundo palavras do Dr. Milton Assis Kanji, que também fez uma análise do acidente de
Camará para o Ministério Publico, e consta em relatório complementar a este, a solução proposta foi
ineficaz porque houve julgamento inadequado na interpretação geológica da extensão da falha.
Imaginava-se que ela se estendia apenas cerca de 3 m para o interior do maciço rochoso, quando na
realidade ela ia muito mais além. Maiores explicações constam no citado relatório, mas aqui ainda
se tecem algumas considerações sobre a solução adotada.
29
Foi indicado para preencher o vazio sob a rocha já referida um concreto de regularização de
resistência à compressão de apenas 10 MPa. Ora, esse concreto é bem menos resistente que as
rochas e apresenta módulo de elasticidade bem inferior ao do material pétreo. Conseqüentemente é
mais deformável. Talvez valha a pena em se pensar no fato, apesar de as tensões de compressão não
serem de grande monta. Além disto, num caso deste, o preenchimento do vazio para assegurar o
contato completo do concreto com a parte inferior da rocha não é simples. Note-se que o
assentamento do concreto fresco e a própria retração do material pode ocasionar a separação das
superfícies de contato concreto-rocha na parte inferior dela, ainda mais num volume grande como o
do caso. Para corrigir isto foram feitas injeções de consolidação, conforme atesta documentação da
barragem. Se a interpretação geológica feita fosse real, possivelmente a solução proposta teria sido
eficaz.
No corpo da barragem, a ruptura ocorreu nas proximidades da ombreira esquerda e está
esquematizada na Figura 26. A verdade é que a barragem foi assente em rochas fraturadas com
material intemperizado entre os blocos. Com a elevação do nível de água, as injeções de calda de
cimento foram insuficientes para impedir a permeabilidade do maciço rochoso. A pressão da água
paulatinamente foi expulsando o material intemperizado entre os blocos de forma a facilitar o
escoamento. Chegou-se a um ponto em que os blocos ficaram sem apoio o empuxo horizontal da
água empurrou-os, fazendo um trecho da barragem perder o equilíbrio. A Figura 26 evidencia
alguns blocos remanescentes, percebendo-se que a água retirou o material que lhes dava apoio.
Figura 26 – Blocos remanescentes sem apoio
Ocorreu também a desestabilização dos blocos enormes mais abaixo da região mostrada na
Figura 26. Assim, o trecho em questão passou a ter liberdade de movimento horizontal na sua
extremidade inferior, passando a ter o comportamento de uma placa engastada no maciço e com
borda livre (Figura 27). Essa parte da parede passou a ser flexionada pelo empuxo horizontal da
água (Figura 28). A barragem foi projetada para trabalhar como um corpo rígido, apoiada na base,
não estando dimensionada para receber momentos fletores. As tensões previstas de trabalho são
majoritariamente de compressão. No instante em que faltou o apoio na base, mudou completamente
o comportamento estrutural daquela parte da construção. Apareceu o momento que provocou
tensões de tração no pedaço a montante na ligação com o trecho restante da barragem. Como a
30
resistência à tração do concreto é relativamente baixa, principalmente num concreto especificado
para ter apenas 10 MPa e pequena espessura, as tensões trativas superaram-nas, provocando a
ruptura. Note-se que o colapso ocorreu de forma inclinada, acompanhando a galeria (Figura 29). Isto
porque ali é diminuída a capacidade resistente do maciço. Os esforços de tração arrancaram a parede
da galeria no lado de montante, a ruptura parando na seção plena. No lado de jusante isto não
ocorreu, o que atesta que de fato a ruptura ocorreu por tração a montante da galeria, provocada pela
flexão indicada. É de se perguntar se em vez de um paramento de montante de baixa resistência e
pouca espessura se tivesse um outro com concreto de 25 MPa e 60 cm de espessura se tal ruptura
aconteceria!
Figura 27 – Esquema da barragem
Figura 28 – Flexão no trecho da barragem que perdeu apoio
31
TRAÇÃO
COMPRESSÃO
Figura 29 – Vista de montante mostrando que a ruptura ocorreu acompanhando a galeria
Ligação CCR-Fundação
Uma recomendação da Holanda Engenharia é que nos maciços de CCR, apoiados sobre
fundação de rocha, primeiramente será lançado um concreto de regularização do tipo convencional
com espessura mínima de 0.30 m. Também é dito que no caso de áreas muito planas, que não é o
caso da Figura 30, essa espessura poderá ser reduzida mas nunca inferior a 5 cm. Foram lançados
mais de 5 mil metros cúbicos de concreto de regularização mas, mesmo assim, após a catástrofe,
notam-se áreas em que ele está ausente, conforme indica Figura 30.
32
Figura 30 –Trechos com CCR diretamente em contato com a rocha: ausência do concreto de
regularização especificado
33
Análise dos controles dos concretos
Como já citado, há vários tipos de concreto empregados na barragem. O controle de
qualidade deste material consta nos relatórios mensais, apresentados pela Holanda Engenharia. A
leitura dos relatórios permite que alguns comentários sejam feitos.
O controle de qualidade do concreto nas obras de engenharia se faz com base em parâmetros
estatísticos.
Convém então lembrar que resistência característica (que é a especificada nos projetos) é
aquela que tem uma certa probabilidade de acontecer em um determinado lote de concreto. Para se
atingir a resistência característica especificada, é necessário que a resistência média lhe seja
superior, pois as resistências dos corpos de prova de um mesmo concreto apresentam sempre uma
variação que pode ser considerável. Essa variação é pequena em concretos bem controlados e
grande, caso contrário. Assim, a resistência característica está ligada à resistência média e ao desvio
padrão (ou coeficiente de variação) da amostra, assim como à percentagem tolerada de resultados
que se admite que possam ser inferiores à resistência característica.
Por exemplo, nos concretos estruturais de edificações correntes, admite-se que 5 % dos
corpos de prova que compõem um determinado lote podem ter resistência inferior à característica.
No caso de barragens esse quantil pode passar a 10% ou mesmo 20%.
No caso, o projetista fixou para os diversos concretos os parâmetros para se estabelecer a
resistência característica. Assim, a Holanda engenharia estabeleceu que a resistência média (fcj)
necessária para ser atingida a resistência característica (fck) é dada pela expressão:
fcj = fck/(1-t.Vn)
onde
t é um parâmetro função da probabilidade de ocorrência admitida de valores abaixo da
resistência característica;
Vn é o coeficiente de variação da amostra (desvio padrão dividido pela média)
Desta forma, a Holanda Engenharia admitiu, conforme consta no documento Procedimento
para avaliação de resultados de ensaios de resistência dos concretos aplicados na barragem de
CCR, o que está indicado no Tabela 2, para os principais concretos da barragem de Camará. Note-se
que o projetista faz uma previsão para o coeficiente de variação dos diversos concretos, no caso
entre 15% e 18 %. Posteriormente vai-se ver que na prática, em alguns concretos, chegaram-se a
valores bem superiores aos estimados..
34
Tabela 2 – Informações sobre alguns concretos e resistência média necessária
segundo a Holanda Engenharia
Local de
aplicação
Regularização
Vertedor
Face montante
Face jusante
Galeria de
desvio
Argamassa de
selo
CCR
Resist. característica e
idade de controle
10 MPa a 90 dias
25 MPa a 28 dias
10 MPa a 90 dias
7 MPa a 90 dias
15 MPa a 90 dias
Consumo de cimento
(kg/m3)
200
350
190
170
280
12 MPa a 90 dias
7 MPa a 90 dias
t
Vn Resistência média
(%) necessária (MPa)
0,854 15
11,5
1,282 15
32,5
0,854 18
11,8
0,854
18
17,7
338
1,282
15
14,9
80
-
-
7,0
No mês de fevereiro de 2001 começou-se a lançar concreto de regularização, em março de
2001 já se lançava concreto de face de montante.
O relatório de maio de 2001 da Holanda Engenharia diz:
A obra, para a execução dos concretos, nesta fase inicial, conta com situação ainda improvisada,
sendo que os concretos são dosados com auxílio de uma pá carregadeira. A admissão da água e dos
agregados para misturas é feita volumetricamente. Inicialmente, os aditivos foram empregados
apenas nos concretos bombeados.
Note-se, conforme indicado na Tabela 3, que já tinham sido lançados 8635 m3 de concreto
dosados com pá carregadeira! E logo nas partes inferiores da barragem! Só no paramento de
montante, 246 m3 de concreto tinham sido preparados desta forma. Apesar de tais concretos serem
inteiramente inadequados, louve-se a atitude da Holanda Engenharia em relatar o fato. Porém mais
correto seria ela não aceitar o lançamento desse concreto, mesmo que o cronograma ficasse
comprometido. Também é de admirar a omissão do pessoal da SEMARH.
É sabido que posteriormente foram postas em funcionamento modernas usinas para a
dosagem dos concretos convencional e compactado com rolo.
35
Tabela 3 – Concretos medidos no mês de maio de 2001, dosados com pá carregadeira
Item
4.0
4.2
4.3
4.4
4.6
Descrição
Un
MACIÇO
Preparo, carga, descarga, transporte, lançamento, espalhamento
e adensamento de concreto de regularização com consumo
mínimo de cimento de 250 Kg/m³
Preparo, carga, descarga, transporte, lançamento,
espalhamento e adensamento de concreto de
impermeabilização do contato com a fundação com consumo
mínimo de cimento de 350 Kg/m³
espalhamento e adensamento de concreto de face com
consumo mínimo de cimento de 300 Kg/m³, usado no
espalhamento e adensamento de concreto armado de face
Fck >= 18 MPA, usado nas alas e paramento de jusante do
sangradouro
Quantidade executada
No
Acumulada
Período
-
7.588,58
73,54
73,54
-
246,00
409,47
727,55
m³
m³
m³
m³
No mesmo relatório de maio, é dito:
O julgamento estatístico das misturas de concreto, não pôde ser efetuado para todos os traços de
concreto, nesta fase, pelo fato de não estarem ainda disponíveis resultados de ruptura em
quantidade superior a 30 amostras na idade de controle especificada para a classe, conforme
estabelecido no critério de avaliação de resultados de ruptura elaborado para a obra.
Assim, após mais de 8 mil metros cúbicos de concreto lançados, não se tinha resultados de
controle adequado de resistência! O máximo de que se dispunha eram resistências médias, com
coeficiente de variação elevados como adiante se verá.
No relatório de julho de 2001 o volume de concreto lançado já passava de 9 mil metros
cúbicos. Continua-se a dizer:
O julgamento estatístico das misturas de concreto, não pôde ser efetuado para todos os traços de
concreto nesta fase, pelo fato de não estarem ainda disponíveis resultados de ruptura em
quantidade superior a 30 amostras, na idade de controle especificada para a classe, conforme
estabelecido no critério de avaliação de resultados de ruptura elaborado para a obra.
A seguir, convém analisar alguns tipos de concreto para verificar o que se passava com seu
controle, sempre com base nos relatórios da Holanda Engenharia.
36
Concreto de regularização
Examinando-se as partes dos relatórios relativas à resistência do concreto de regularização
vê-se que ela apresenta uma variação relativamente elevada (Figura 31). No início, vêem-se
resistências elevadas, posteriormente há certos lotes onde a resistência é muito baixa. Os lotes com
resistência aos 7 dias inferior a 5 MPa ou mesmo menos têm pouca aderência às rochas e baixa
resistência ao cisalhamento.
Figura 31 – Resultados de resistência à compressão do concreto de regularização (Relatório de
junho de 2002: obra acabada)
Note-se que o coeficiente de variação foi de quase 30 % aos 90 dias, distante dos 15 % ou
18% imaginados e adotados na Tabela 2. Conforme indica a Holanda Eng. (Figura 32) um
37
coeficiente de variação maior que 20 % indica controle deficiente, no entanto está escrito “controle
de produção razoável” na Figura 32.
Figura 32 – Qualidade do controle do concreto em função do coeficiente de variação dos ensaios
Com o coeficiente de variação de 30 %, a resistência média necessária para ser atingida a
resistência característica desejada passaria a ser:
fcj = fck/(1-t.Vn) = 10/(1-0,854.0,3) = 13,4 MPa superior ao valor médio de 12,7 MPa
encontrado nos ensaios.
Teoricamente o concreto não estaria conforme.
Sabe-se perfeitamente que essa diferença não é importante em se tratando de concreto de
regularização. No entanto, já que se está fazendo um controle, o mais lógico seria que uma vez
detectado pelo acompanhamento da obra que o concreto não estava obedecendo ao especificado,
correções fossem feitas para evitar a não conformidade.
Ao final da obra, no relatório de junho de 2002, a análise feita pela Holanda Enga. sobre esse
concreto é a que segue:
Traço Reg. 002
Esta mistura, apresenta resultados de ensaios na idade de 7 dias, indicando um valor de 6,3 MPa,
na idade de 28 dias um valor de 10,1 MPa, e na idade de 90 dias um valor de 12,7 MPa, atendendo
ao valor característico de projeto de 10 MPa na idade de 90 dias.
Esta mistura está em conformidade com as exigências de Projeto, apresentando um padrão de
produção classificado como RAZOÁVEL e um padrão de controle de laboratório BOM.
Vê-se que um engano foi cometido! Confunde-se resistência média com resistência
característica! Classifica-se um concreto com 30 % de coeficiente de variação como padrão
razoável de controle quando na realidade seria deficiente.
Concreto das superfícies hidráulicas (vertedor: ogiva, degraus, muros laterais)
Analise-se agora o concreto das superfícies hidráulicas, projetados para terem uma
resistência característica de 25 MPa aos 28 dias, e uma resistência média, naquela idade, de 32,5
MPa. Na Figura 33 vêem-se os resultados dos ensaios. O valor médio obtido é menos de metade do
teoricamente desejado.
38
Estranho é que, ao final da obra, como a resistência não foi atingida, a Holanda Engenharia
justifique-se da seguinte forma: Considerando que a mistura de concreto tem aplicação principal
nas estruturas hidráulicas da barragem, a resistência característica de campo não é um fator
determinante para a aceitação do concreto.
O que a Holanda Enga. quer dizer é que a resistência é secundária, em relação ao consumo
de cimento do traço empregado. Mas é de se questionar, se foi previsto, aos 28 dias, 32 MPa de
resistência e chegou-se a 15,7 MPa, não será isto porque o consumo de cimento não está
correspondendo ao especificado de 350 kg/m3 ? A menos que não haja controle da relação
água/cimento, a resistência de 15,7 MPa pode ser conseguida com muito menor consumo de
cimento que o especificado.
O coeficiente de variação agora foi menor que 20%, porém note-se que os valores iniciais
são incompatíveis com uma superfície onde vai haver fluxo de água sobre ela. A durabilidade estaria
comprometida.
Figura 33 - Resultados de resistência à compressão do concreto para superfícies hidráulicas
(Relatório de junho de 2002: obra praticamente acabada)
39
Aqui torna a questão da mistura de responsabilidades. O projetista especificou uma
resistência de 32,4 MPa aos 28 dias e o tecnologista chegou apenas a 15,7. Seria o caso de o
projetista não aceitar o concreto, recusando o trabalho do tecnologista e exigindo que atendesse ao
desejado. Ora, mas aqui o projetista e o tecnologista são a mesma pessoa, assim, um não poderia
recusar o trabalho dele próprio. Então, o projetista diz que aceita o concreto e acha uma desculpa
para tal, acatada pela SEMARH e por outros engenheiros que acreditam que agir assim é fazer uso
das boas práticas da engenharia.
Desta forma, um concreto de muita importância, destinado receber água em velocidade, com
partículas sólidas em suspensão, em nenhum instante atingiu a resistência desejada e não sofreu
nenhuma correção para se tornar conforme!
Concreto de face de montante
O concreto de face de montante começou a ser lançado em março de 2001, conforme Tabela
4 extraída do relatório relativo àquele mês.
Tabela 4 - Volume de concreto de face lançado em março de 2001
no mês
espalhamento e adensamento de concreto d e face com
4.4
m³
206,00
acumulado
206,00
No relatório de janeiro de 2002, a Tabela 5 indica que já tinham sido aplicados mais de 3400
m3 de concreto de face.
4.4
Tabela 5 – Concreto de face aplicado e acumulado em janeiro de 2002
no mês
espalhamento e adensamento de concreto de face com
m³
262,70
acumulado
3.439,92
Apesar disto, 8 meses depois do primeiro lançamento deste concreto, ainda se lê no citado
relatório:
Esta mistura, de aplicação na Face de Montante, apresenta resultados de ensaios de ruptura
insuficientes para uma análise estatística consistente. Os valores de ensaio indicam valores médios
da ordem de 6,1 MPa na idade de 07 dias, de 7,8 MPa na idade de 28 dias e de 10,6 MPa na idade
de 90 dias. O valor característico de projeto é de 10 MPa na idade de 90 dias.
No relatório de junho de 2002, com a barragem concluída lê-se:
Esta mistura, de aplicação na Face de Montante, apresenta resultados de ensaios de ruptura
insuficientes para uma análise estatística consistente. Os valores de ensaio indicam valores médios
40
da ordem de 5,7 MPa na idade de 07 dias, de 7,7 MPa na idade de 28 dias e de 10,5 MPa na idade
de 90 dias. O valor característico de projeto é de 10 MPa na idade de 90. A mistura apresenta
conformidade com as exigências de projeto. O padrão de controle da produção e o padrão de
controle de laboratório são classificados como excelentes, segundo...
Assim, está-se a dizer que foi terminada a aplicação do concreto de face de montante e o
número de ensaios de corpo de prova foi insuficiente para análise estatística. É de se perguntar que
controle é este? E o estanho é que são apresentados resultados como os indicados na Figura 34, onde
inclusive o desvio padrão foi menor, da ordem de 10% aos 90 dias.
Figura 34 – Resistência do concreto de face de montante
Assim, usando o procedimento já descrito, seria necessária uma resistência média de:
fcj = fck/(1-t.Vn) = 10/(1-0,854.0,1) = 10,9 MPa
A resistência média obtida de 10,5 MPa, foi ainda inferior à necessária de 10,9 MPa, embora
a diferença seja pouco significativa. Teoricamente, tem-se uma não conformidade. Mais uma vez,
confunde-se resistências médias e características!
Aos 28 dias esse concreto tem uma resistência média de apenas 7,7 MPa. É muito baixa para
a missão a que estaria destinado.
41
Concreto compactado com rolo
Em setembro de 2001, começou-se o lançamento do CCR. Neste mês, foram aplicados mais
de 12,5 mil metros cúbicos, com o respectivo controle de compactação das camadas. Os valores
apresentados satisfazem ao que foi preconizado. No entanto, no que se refere a resistência à
compressão, não deixam de ser preocupantes os valores apresentados na Figura 35. Mesmo que se
diga que a energia de compactação no ensaio foi inferior à da obra, não se sabe se as camadas
iniciais aplicadas correspondem ao citado. Veja-se que se está em patamares inferiores a 2 MPa aos
7 dias, e mesmo que a resistência triplique até os noventa dias (o que é de tudo improvável) o
material ainda estaria não conforme. A esperança é que essas resistências não sejam equivalentes à
do concreto aplicado.
Figura 35 – Resistências iniciais aos 7 dias do CCR apresentadas
Veja-se agora o que está escrito no relatório de Holanda Engenharia de junho de 2002, meses
após terem sido concluídos lançamentos de concretos. O próprio controle da obra não confia no que
fez!
a)
Traço CCR1
Esta mistura de CCR apresenta poucos resultados de ensaios de ruptura para uma análise
estatística consistente. Os valores de ensaio indicam valores médios de resistência da ordem de 1,7
MPa na idade de 07 dias, de 3,8 MPa na idade de 28 dias e de 6,5 MPa na idade de 90 dias.
O valor característico de projeto é de 7 MPa na idade de 90 dias.
Essa mistura apresentou no início da obra algumas deficiências no processo de moldagem que
refletiram nos valores mais baixos de ruptura. Na realidade os valores deverão corresponder a
níveis de resistência compatíveis com a energia de compactação adotada no processo de moldagem
dos corpos de prova conforme confirmado nos controles subseqüentes executados (como exemplo
cita-se o traço modificado já controlado nessa condição, que é comentado a seguir).
42
b)
Traço CCR1.2
Esta mistura de CCR apresenta resultados de ensaios de ruptura insuficientes para uma análise
estatística consistente.
Os valores de ensaio indicam valores médios de resistência da ordem de 3,5 MPa na idade de 7
dias, de 5,3 MPa na idade de 28 dias e de 7,5 MPa na idade de 90 dias.
O valor médio do peso unitário obtido para este traço é igual a 2279 kg/m3.
Note-se que o de projeto é mais de 2400 kg/m3! Alguma coisa deve estar errada pois não é
possível se pagar a uma empresa de controle de qualidade para no final ela dizer que tem resultados
insuficientes.
Outros concretos
Os concretos de face de jusante e a argamassa de selo, satisfizeram as resistências desejadas.
O relatório de março de 2002 diz:
No mês de Março, foram concluídos todos os trabalhos no Açude Barra do Camará, com a
concretagem do bloco de apoio da casa de comando da válvula dispersora, das vigas e pilares da
estrutura de acionamento da comporta de montante, e da montagem do descarregador de fundo.
Neste relatório não há Boletim de Medição devido ao esgotamento do valor contratual
Já no relatório de Junho de 2002 da Holanda está escrito:
No mês de Junho, foram concluídos todos os trabalhos no Açude Barra do Camará, com a
concretagem do bloco de apoio da casa de comando da válvula dispersora, das vigas e pilares da
estrutura de acionamento da comporta de montante, e da montagem do descarregador de fundo.
Portanto, desde março não se lançava concreto, no entanto, aparece em junho a seguinte
análise (entre outras já discutidas):
Traço A1.25.4
Esta mistura, de aplicação nas estruturas do pórtico e da casa de comando apresenta resultados de
ensaios que indicam valor de resistência média de 17,5 MPa aos 7 dias.
Certamente a resistência característica não seria atingida na idade de 28 dias. Seria mais um
concreto não conforme.
Traço F.25.1
43
Os resultados de ensaios na idade de 28 dias apresentam resistência média da ordem de 20,5 MPa,
indicando um excesso de resistência quando comparada à necessidade de Projeto.
Esta mistura está em conformidade com as exigências de Projeto.
Traço F.50.1
Esta mistura apresenta poucos resultados de ensaios de ruptura para uma análise estatística
consistente. Os valores de ensaio indicam valores médios da ordem de 12,2 MPa na idade de 7
dias, 16,7 MPa na idade de 28 dias, e 18,8 MPa aos 90 dias indicando um excesso de resistência
quando comparada à necessidade de Projeto.
Esta mistura está em conformidade com as exigências de Projeto
Traço B.25.1
Esta mistura de concreto de bomba indica valores médios de resistência da ordem de 10,4 MPa aos
7 dias, de 13,9 MPa aos 28 dias e de 16,6 MPa aos 90 dias.
A resistência de controle desta mistura é de 15 MPa aos 90 dias.
O resultado médio de resistência obtido aos 90 dias teve uma queda em relação ao período
anterior, de 17,0 MPa para 16,6 MPa, conduzindo a um valor que conforme o documento BC-002 –
Procedimento para avaliação de resultados de ensaios de resistência dos concretos aplicados na
barragem de CCR, aprovado para uso na obra, apresenta uma não conformidade com as exigências
de Projeto.
Esta queda do valor médio de resistência na idade de 90 dias se deve as amostras de concreto
aplicado na parede da galeria da tomada d’água, no dia 18 de maio, que apresentaram valores
individuais abaixo do esperado, sendo ainda valores abaixo dos valores obtidos na idade de 28
dias.
O fck est para o controle desta mistura indicou, na idade de 90 dias, o valor de 13,4 MPa.
Considerando que o carregamento da estrutura e posta em serviço não ocorrerá em idade anterior
a 180 dias para os concretos executados nesta estrutura, considerando os atrasos havidos, o
concreto em questão poderá ser aceito conforme condições ensaiadas.
Veja-se que em vez de correções nos traços, quando a resistência obtida não satisfaz,
procura-se outra justificativa.
Traço JF.50.1
Esta mistura, de aplicação na Face de Jusante, apresenta resultados de ensaios de ruptura
insuficientes para uma análise estatística consistente.
Os valores de ensaio indicam valores médios da ordem de 4,9 MPa na idade de 07 dias, de 5,9 MPa
na idade de 28 dias e de 7,7 MPa na idade de 90 dias. O valor característico de projeto é de 7 MPa
na idade de 90 dias.
Traço “Coroamento”
44
Esta mistura, de aplicação no Coroamento da barragem, apresenta poucos resultados de ensaios
de ruptura. Os valores de ensaio indicam um valor médio da ordem de 5,2 MPa na idade de 07
dias. O valor característico de projeto é de 10 MPa na idade de 90 dias.
c
)Traço Arg 4,8.1
Esta mistura de argamassa apresenta poucos resultados de ensaios de ruptura.
Os valores de ensaio indicam valores médios da ordem de 6,6 MPa na idade de 07 dias, de 9,0 MPa
na idade de 28 dias e de 12,2 MPa na idade de 90 dias.
O valor característico de projeto é de 12,0 MPa na idade de 90 dias.
Mais uma vez, confundida resistência média com característica!
Assim, a barragem já terminada há mais de três meses e diversos traços apresentavam
poucos resultados, resultados insuficientes, não conformidades. A Holanda Enga. em vez de corrigir
as não conformidades, forçou a aceitação com outros argumentos que não o previamente
estabelecido.
Outras considerações
A Figura 36 mostra o aspecto do muro da bacia de dissipação. Vê-se que a armadura estava
exposta, assim lançou-se uma camada de argamassa para encobri-la. Seria pois uma construção
pouco durável.
45
Figura 36 – Muro da bacia de dissipação com pouco cobrimento de armadura
A Figura 37 mostra o aspecto da galeria por onde passa a tubulação da válvula dispersora e
de onde sairia a adutora. Vê-se que ali já está instalada a corrosão das armaduras do concreto
armado. Num local como este, que pode ser considerado de classe de agressividade ambiental de
ordem III ou IV, deveria ser especificado e aplicado um concreto de muito melhor performance, no
mínimo um concreto de classe C30, e até mais! Uma obra pública como uma barragem é para durar
100 anos, pelo menos, então tem que ser projetada para a durabilidade. Seria necessário cobrimentos
de armadura maiores e limitada a relação água/materiais cimentícios. Se, com apenas dois anos a
performance da parede da galeria é a indicada na Figura 37 já se vê que os critérios de durabilidade
não foram sequer ventilados.
Figura 37 – Aspecto da galeria já com problemas de corrosão
Antes de se passar para o que se segue, fica claro que o aqui exposto não representa a boa
prática da engenharia!
46
Desempenho da barragem após a construção
A análise da barragem após a construção é mais detalhadamente feita nos relatórios dos
professores Nieble e Kanji que também participaram da comissão de técnicos que auxiliaram os
Ministérios Públicos Federal e Estadual na investigação sobre a Barragem de Camará. E
No entanto, aqui pode-se dizer que antes mesmo de ser entregue, a barragem de Camaá
começou a apresentar problemas, ou seja a barragem já nasceu doente.
Vistoria da Holanda após conclusão da obra constatou que, mesmo com nível muito baixo
havia água em excesso na galeria (suspeita de trinca no paramento de montante) e drenos com
artesianismos, a ponto de ser sugerida investigação com presença de mergulhadores!
A Barragem recebida em dezembro de 2002. Em 2003 pouca chuva houve na região e o
nível d’água permaneceu baixo. Apesar de doente, a barragem ficou esquecida e abandonada à
própria sorte!
Em janeiro 2004 começou a chover mais intensamente no local onde estava construída a
barragem. O doente começou a dar sinais mais fortes de sua doença, e o proprietário não foi ágil o
suficiente para bloquear a propagação do mal. Os relatórios já citados explicam com detalhes o que
ocorreu. Mas convém mostrar as possibilidades que se tinha de esvaziamento do lago quando do
agravamento do problema. Na Figura 37 pode-se ver o o Hietograma e o esvaziamento da barragem
se tivesse sido aberta a válvula de 400 mm. Na Figura 38 tem-se o caso de desmonte da válvula para
vazão completa no tubo de 800mm. Vê-se que era possível baixar o nível do lago para cota de
segurança, se decisões houvessem sido tomadas neste sentido com uma certa antecedência em
relação ao dia da tragédia. Houve, pois, imprudência do Proprietário!
Maiores detalhes sobre a obtenção dos diagramas de esvaziamento encontram-se no Anexo
II.
47
Figura 37 – Hietograma e esvaziamento do lago com abertura de válvula de 400 mm
Figura 38 - Hietograma e esvaziamento do lago com abertura de válvula de 400 mm
48
Considerações finais
Considerando que a barragem de Barra do Camará foi construída:
•
Pelas empresas CRE e Andrade Galvão, que oficialmente não poderiam fazê-lo, a
primeira sem acervo técnico para construir em CCR, a segunda por não ter participado da
licitação e sendo vedada a formação de consórcio;
•
Com preços de projeto e de controle tecnológico aviltados;
•
Com uma absurda indefinição de responsabilidades;
•
Com ausência completa de fiscalização por parte do proprietário;;
•
Com engenheiro do Estado designado para fiscalizar a construção sendo engenheiro
residente em outras obras;
•
Com avaliação errônea de um problema geológico;
•
Com oito mil e quinhentos m3 de concreto dosados com pá carregadeira e sem aditivos;
•
Com ausência de engenheiro oficial da consultoria na obra;
•
Com as funções de projeto e consultoria de controle dos materiais (e fiscalização)
exercida pela mesma empresa;
•
Com concreto de face de montante de baixa resistência, de pequena e variável espessura,
com defeitos localizados e permeável;
•
Com inúmeros concretos ao final da construção com resultados de ensaios insuficientes
para uma avaliação estatística consistente;
•
Com visitas esporádicas do responsável pelo controle dos materiais que terminou sendo
realizado à distância, sem correção das não conformidades quando detectadas;
•
Com “enxugamento” excessivo de parâmetros de resistência e de espessura do paramento
de montante
já apresentou defeitos antes mesmo antes de ser entregue, pode-se afirmar que a Barragem de
Camará não foi construída conforme os bons princípios da Engenharia.
O desprezo a ela dedicado após a construção vai de encontro aos princípios básicos
daquela ciência!
49
ANEXO I
Análise de tensões na barragem
50
Análise numérica bidimensional
da barragem de Camará
Apresentação
Nesta seção estão discutidos alguns aspectos das simulações numéricas, feitas pela comissão
dos Ministérios Públicos Estadual e Federal (MPE/F), no maciço de Concreto Compactado com
Rolo (CCR) da barragem de Camará.
Generalidades
Na elaboração de um projeto visando o dimensionamento dos componentes estruturais de
uma construção, as normas técnicas, em geral, prescrevem o atendimento simultâneo de dois grupos
de condições: o primeiro, chamado de estado limite último, está associado ao estágio em que a
construção torna-se imprópria para finalidade para qual foi projetada e o segundo, denominado de
estado limite de serviço, está vinculado aos níveis limites para que se tenha uma boa
operacionalidade da estrutura.
Estado Limite Último(ELU)
Convém notar que sua simples ocorrência do ELU determina a paralização, no todo ou em
parte, do uso da construção para a finalidade especificada de projeto. Dentre os fatores cruciais que
provocam a inoperância da construção, tem-se:
a)Esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no todo ou em parte, devido às
solicitações normais e tangenciais;
b)Instabilidade mecânica (flambagem);
c) Perda de equilíbrio total ou parcial da estrutura considerada como corpo rígido;
d)Transformação da estrutura em um mecanismo;
e)Fadiga (diminuição da resistência devido a cargas cíclicas);
f) Outros estados limites que possam ocorrer em casos especiais ( por exemplo, falta de
estanqueidade em reservatórios)
51
Vale ressaltar que os fatores acima mencionados cobrem um vasto espectro de finalidades
em conjunção do sistema estrutural adotado pelo projetista, contudo, não é difícil perceber que parte
desses fatores se aplica, sim, ao caso de barragens, por exemplo, itens a, c, f.
A partir de inspeções na documentação técnica apresentada pela projetista percebeu-se que
houve um estudo relativo a estabilidade da construção (item c), em que foi analisado maciço da
barragem (considerado como um corpo rígido), em relação ao deslizamento, tombamento e
flutuação. Convém ainda, ressaltar que a projetista determinou as tensões de contato da base do
maciço de concreto e o maciço rochoso da fundação. Para este cálculo foi utilizada a teoria de flexão
composta normal, cujos fundamentos são amplamente discutidos nos cursos de graduação em
engenharia. Uma das hipóteses assumida neste modelo é que a seção transversal da peça permanece
plana ao longo de todo o processo de carregamento. Tal procedimento é plenamente aceitável, se for
admitido o material como rígido, isto é, com módulo de elasticidade infinito (pelo menos 104 vezes
maior que a do aço). Por outro, se o material for deformável, a hipótese de manutenção das seções
planas é um tanto questionável, principalmente quando as dimensões envolvidas são consideráveis
como no caso da base da barragem de Camará. Isto pode acarretar alterações nos valores dos
campos de tensões obtidos via teoria clássica de flexão composta. Além do mais, a barragem de
Camará apresenta uma galeria de inspeção peculiar. Os trechos verticais assinalados com uma seta
na Figura 1 constitui-se num orifício com nada menos que 12 m de altura e 2,6 m de largura. Um
corte transversal no trecho inclinado indica uma altura para a galeria de 4,2 m!
Figura 1 – Galeria da Barragem de Camará
Assim, é prudente e recomendável empregar outras técnicas, tais como as simulações numéricas,
para estudar os campos de tensões, não só na base de apoio do maciço de concreto, mas também em
52
todo seu domínio, sobretudo nas vizinhanças da galeria onde é comum o aparecimento de tensões de
tração.
Estado Limite de Serviço
O segundo grupo de condições que as normas, em geral, prescrevem é aquele relacionados à
operacionalidade da estrutura, tais como: durabilidade, aparência, conforto, boa utilização funcional
da estrutura, seja em relação aos usuários, seja em relação às máquinas e aos equipamentos
conectados à ela. Aqui as recomendações normativas são, em princípio, destinadas às estruturas em
geral, contudo, não se precisa fazer um exercício hercúleo de atividade mental, para perceber que o
maciço da barragem deve oferecer durabilidade (manutenção das propriedades físicas e mecânicas
durante sua vida útil); além disso, as deformações impostas ao maciço não devem prejudicar
operação adequada de equipamentos instalados no interior ou exterior a ele, tais como: tubulações,
comportas, etc.
Análise Numérica do maciço de concreto
Conforme apontado anteriormente, uma das alternativas para o estudo dos campos de tensões
em maciço deformável de concreto é via simulações numéricas, que são construídas a partir de
modelos matemáticos que requerem idealizações no meio contínuo do problema em questão.
Modelização do contínuo do maciço
Nas análises numéricas, dos campos de tensões no maciço de concreto, realizadas pela
comissão técnica dos Ministérios Públicos Estadual e Federal (MPE/F) foram admitidas as seguintes
hipóteses para o modelo matemático:
a)Comportamento elástico e linear, isótropo, homogêneo para o CCR;
b)Regime cinemático da estrutura do maciço com pequenas deformações e rotações;
c)Carregamentos externos de superfície(hidrostático) e/ou volumétrico( gravitacional)
estaticamente aplicados.
53
Após admitidas as idealizações para o modelo matemático, indicadas nos itens (a até c),
equações diferenciais governantes do problema são geradas, cujas soluções analíticas (exatas),
infelizmente, só estão disponíveis na literatura técnica para casos de geometria e carregamentos
mais simples. Assim, para análise dos campos de tensões em problemas de geometria mais
complexa, tal como o da barragem de Camará, é necessário partir-se para soluções aproximadas
utilizando técnicas numéricas, tais como: Método dos Elementos de Contorno (MEC), Método dos
Elementos Finitos (MEF) e outros.
Embora ambas técnicas numéricas estejam disponíveis nos laboratórios da Universidade
Federal da Paraíba, a comissão técnica optou pelo MEF devido à existência de um software
comercial, denominado ANSYS, que possui um pré e um pós-processamento muito versátil, aliado
ainda a uma extensa biblioteca de classes de elementos. Convém ressaltar que diante dessas
facilidades, diversas empresas e centros de pesquisa ao redor do mundo têm optado pelo citado
programa para simulações numéricas de um grande espectro de problemas de Engenharia. Já a
plataforma em elementos de contorno, embora muito eficiente matematicamente, possui uma
entrada de dados mais trabalhosa, por se tratar de um programa que foi desenvolvido localmente
para fins acadêmicos.
Propriedades Mecânicas e Físicas do CCR
Para que seja efetuada a análise numérica, é necessário alimentar o sistema com uma base de
dados associada à geometria, carregamentos, propriedades físicas e/ou mecânicas dos materiais
constituintes e condições de contorno.
Especificamente em relação às propriedades físicas e mecânicas, por não existir uma norma
técnica brasileira específica para o CCR, a comissão do MPE/F incorporou as recomendações
técnicas do Corpo de Engenheiros do Exército Norte-Americano(USCE), publicado no panfleto de
número 1110-2-12 intitulado “ Seismic design provision for roller compacted dams” publicado no
dia 30 de Novembro de 1995. Nessa publicação estão descritos alguns procedimentos:
a) No capítulo 3, item 3-5 diz: “ CCR usualmente proverá um módulo de elasticidade igual,
ou maior, que o concreto massa convencional. Na ausência de ensaios, pode ser assumido igual a
E = 57000 f ck [ACI committee-207] , com resistência dada em Psi”. (Se for transformada em
MPa, a expressão se transforma em: E = 4900 f ck ).
54
b)No capítulo 3, item 3-6 diz: “ O coeficiente do CCR é o mesmo do concreto massa
convencional. Para cargas estáticas, o intervalo de valores ficam entre (0,17 e 0,22), com o valor
0,20, quando não houver ensaios”.
Se o item a do USCE for adotado, isto é, de que o módulo de elasticidade igual ou maior
que o do concreto convencional de mesma resistência, então uma alternativa para estimar esse
parâmetro
pode
ser
feita
via
NBR
6118/1978
que
estipula:
E c = 0,9 * 6600 f c k + 3,5 ≡ 5940 f c k + 3,5 , onde fck é dado em MPa.
Já a expressão do ACI torna-se E = 4900 f ck , se fck for dado em MPa ao invés de psi.
O Coeficiente de Poisson tanto no item b das recomendações do USCE quanto na NBR
6118/1978 pode ser adotado com um valor igual a 0,2 para os casos em que não se efetuem ensaios.
As dimensões da barragem, cota de fundo e nível do reservatório em diversas seções
transversais foram obtidas diretamente dos projetos disponibilizados nos autos registrados nos
MPE/F.
As propriedades físicas e mecânicas do CCR efetivamente utilizadas na análise
bidimensional no estado plano de deformações da barragem de Camará são indicadas na Tabela 1..
Módulo de elasticidade lontitudinal
12,6 GPa
Coeficiente de Poisson
0,2
Peso específico
23,5 kN/m3
Resistência à compressão
fck=7 MPa
Tensão admissível à compressão
0,5.fck = 3,5 MPa
Tensão admissível à tração
0,05.fck = 0,35 MPa
Apresentação dos resultados
Na Figura 2 está indicada as características geométricas da seção transversal localizada na
estaca E04+03m, posicionada ao longo da barragem; além disso, a mesma figura mostra a
55
discretização do modelo em elementos finitos e as condições de contorno aplicadas. Convém
ressaltar que nessa primeira etapa a análise de tensões da seção E04+03m será feita para o caso do
reservatório vazio (sem água).
Figura 2-Geometria, discretização da seção E04+00
Na Figura 3 têm-se as tensões principais σ1 e pode-se var que no topo do orifício da galeria
aparecem tensões de tração. Elas estão destacadas na Figura 4 e há valores de até 0,6 MPa! Como o
topo da galeria é feita com vigas pré-moldadas concreto convencional armado, essas tensões devem
ser absorvidas sem maiores problemas.
56
Figrura 3 – Tensões principais σ1 (barragem vazia)
57
Figura 4 – Tensões no topo da galeria no trecho de 12 m (barragem vazia)
Na Figura 5 tem-se agora o caso da barragem cheia com 2 metros de sangria. Veja-se agora que
aparecem tensões de tração com valores superiores às admissíveis, à meia altura da galeria.
58
Figura 5 – Barragem com carga hidráulica
59
Figura 6 – Tensões principais σ1 (barragem cheia)
60
Figura 7 – Tensões principais nas paredes da galeria (barragem cheia)
61
Considere-se agora a seção transversal da barragem na estaca E04+10. As Figuras 8 a 10 indicam o as tensões. Novamente aparecem tensões de
tração no topo da galeria. Nas paredes laterais quando a barragem está cheia as trações também aparecem!
Figura 8 – Tensões principais σ1 (barragem vazia)
62
Figura 9 – Detalhe das tensões no topo da galeria (barragem vazia)
63
Figura 10 – Tensões no topo da galeria (barragem cheia)
Nas Figuras 11 a 14 vêem-se as tensões principais na estaca 6 +02. Na barrem cheia, ocorre uma flexão na parede que conduz a tensões trativas
que superam a resistência à tração admissível no CCR.
64
Figura 11
65
Figura 12
66
Figura 13 -
67
Figura 14 – Tensões de tração na parede lateral da galeria (barragem cheia)
68
Considerações finais
Nas análises realizadas, não se obtiveram tensões de compressão superiores ao valor admissível de
0,5fck. Isto sugere que a resistência especificada no projeto de 7 MPa é suficiente para resistir às
tensões de compressão solicitantes no maciço de CCR;
Nas vizinhanças da galeria de drenagem e inspeção, as análises numéricas efetuadas indicaram
valores de tensão de tração solicitantes superiores ao limite de resistência à tração de trabalho
especificado para o CCR( 0,05 fck).
Daí podem-se sugerir duas opções:
a)Manter a resistência característica desde que o contorno da galeria de drenagem seja feito com
concreto convencional com resistência à flexão que satisfaça à segurança
b)Aumentar o fck para um valor que promova a segurança relativa às tensões trativas
Nos casos em que se tem a galeria de drenagem com dimensões relativas não desprezíveis com
respeito às dimensões da barragem, uma análise de tensões, mesmo bidimensional é um instrumento
útil para se averiguar a segurança da construção e deve ser utilizado.
67
ANEXO II
Esvaziamento da barragem
68
Esvaziamento da Barragem de Camará
1. Dados sobre a Barragem Barra de Camará
A Tabela 1 mostra a área da bacia hidráulica da barragem de Câmara e o volume armazenado
correspondentes a cada cota. Os valores das cotas e volumes foram plotados na Figura 1, na
qual é fornecida uma curva de aproximação para cálculo da cota dado um certo volume.
2. Dados Observados
Precipitação
Os dados de precipitação obtidos, correspondem aos dados diários coletados no posto
pluviométrico de Alagoa Nova, disponibilizados pelo LMRS, correspondentes ao período de
janeiro a julho de 2004 (Tabela 2).
Volume do Reservatório
Os dados do volume da barragem de Camará observados pelo LMRS em 2004 estão listados na
Tabela 3.
3. Cálculo do Esvaziamento da Barragem de Camará
Para o cálculo do esvaziamento da barragem de Câmara, alguns coeficientes se fazem
necessários e são listados na Tabela 4.
A Figura 2 mostra a chuva observada (Tabela 2) e o volume observado da barragem de Camará
(Tabela 3). Baseados nos coeficientes da Tabela 4 foi calculado o volume na barragem devido à
precipitação ocorrida e descontados as possíveis perdas, definido aqui como o coeficiente de
rendimento da bacia, o qual foi obtido através do ajustamento dos volumes observados e
69
calculados, dando prioridade aos últimos volumes observados. Estes volumes calculados são
apresentados na mesma Figura 2, onde pode-se observar o ajuste destes volumes com os
observados, principalmente para os volumes de maio e junho de 2004.
Para o cálculo do esvaziamento foi usados primeiramente a opção com a válvula de 400 mm, e
os respectivos cálculos são apresentados na Tabela 5, de onde pode-se observar a data limite
(05/04/04) para iniciar o esvaziamento e se ter o esvaziamento completo na data do acidente
(17/06/2004). A Figura 3 mostra a precipitação observada e a situação do reservatório para
várias datas de início do esvaziamento (30/03, 19/04, 29/04, 09/05, 19/05, 29/05 e 07/06/04). Por
exemplo, abrindo a válvula de 400 mm no dia 30/03/04, o reservatório estaria com menos de 5%
do volume total da barragem.
Para o cálculo do esvaziamento usando a válvula de 800 mm, os respectivos cálculos são
apresentados na Tabela 6, de onde pode-se observar a data limite (06/06/04) para iniciar o
esvaziamento e se ter o esvaziamento completo na data do acidente (17/06/2004). A Figura 4
mostra a precipitação observada e a situação do reservatório para várias datas de início do
esvaziamento (30/03, 19/04, 29/04, 09/05, 19/05, 29/05 e 07/06/04). Por exemplo, abrindo a
válvula de 800 mm no dia 29/05/04, o reservatório estaria com cerca de 5% do volume total da
barragem.
Tabela 1. Barragem Camará - Ozanete Duarte Gondim
Cota (m)
Área (m2)
Volume (m3)
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
25,668
34,513
43,358
45,039
60,872
75,180
89,520
103,889
142,023
159,582
177,027
194,573
212,223
244,447
0,00
30,091
69,028
113,225
166,180
234,206
316,556
413,261
536,217
687,019
855,324
1,041,124
1,244,522
1,472,857
70
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
264,656
284,850
305,051
325,251
357,710
379,982
401,967
423,958
445,951
493,764
529,976
562,962
596,375
630,210
748,281
788,246
828,438
869,033
910,040
999,340
1,050,177
1,100,217
1,150,550
1,201,178
1,292,107
1,341,165
1,390,563
1,440,395
1,490,662
1,567,703
1,631,552
1,694,210
1,757,425
1,821,201
1,930,774
1,727,408
2,002,161
2,297,112
2,612,263
2,953,743
3,322,589
3,713,564
4,126,526
4,561,481
5,031,338
5,543,208
6,089,677
6,669,346
7,282,638
7,971,884
8,740,147
9,548,489
10,397,225
11,286,761
12,241,451
13,266,210
14,341,407
15,466,790
16,642,654
17,889,297
19,205,933
20,571,797
21,987,276
23,452,804
24,981,987
26,581,614
28,244,495
29,970,313
31,759,626
33,635,613
71
Capacidade
470
460
Cota (m)
450
440
430
420
Cota = - 0.00000000000018452518 vol.2 + 0.00000423268625570012 vol. + 422.08932344595500000000
410
0
5,000,000
10,000,000
15,000,000
20,000,000
25,000,000
30,000,000
Volum e (m ³)
Figura 1. Curva Cota-Volume da Barragem de Câmara.
72
35,000,000
Tabela 2. Dados diários oficiais de precipitação de 2004 – ALAGOA NOVA
Data
P (mm)
Data
P (mm)
01-jan-04
0.0
01-fev-04
70.3
02-jan-04
1.6
02-fev-04
0.0
03-jan-04
0.0
03-fev-04
0.0
04-jan-04
0.0
04-fev-04
9.2
05-jan-04
0.0
05-fev-04
109.0
06-jan-04
6.0
06-fev-04
43.6
07-jan-04
0.0
07-fev-04
0.0
08-jan-04
0.0
08-fev-04
0.0
09-jan-04
0.0
09-fev-04
0.9
10-jan-04
1.8
10-fev-04
0.0
11-jan-04
0.0
11-fev-04
0.0
12-jan-04
2.9
12-fev-04
20.6
13-jan-04
5.7
13-fev-04
23.0
14-jan-04
33.1
14-fev-04
0.0
15-jan-04
14.5
15-fev-04
3.9
16-jan-04
2.0
16-fev-04
18.0
Data
01-mar04
02-mar04
03-mar04
04-mar04
05-mar04
06-mar04
07-mar04
08-mar04
09-mar04
10-mar04
11-mar04
12-mar04
13-mar04
14-mar04
15-mar04
16-mar04
P (mm)
Data
P (mm)
0.9
01-abr-04
0.0
4.2
02-abr-04
0.0
0.0
03-abr-04
0.0
0.0
04-abr-04
11.6
0.0
05-abr-04
5.0
0.0
06-abr-04
52.6
25.5
07-abr-04
0.0
28.6
08-abr-04
2.6
0.0
09-abr-04
4.5
1.9
10-abr-04
0.0
21.9
11-abr-04
0.0
0.0
12-abr-04
0.0
0.0
13-abr-04
5.7
0.0
14-abr-04
0.0
0.0
15-abr-04
0.0
10.8
16-abr-04
0.0
73
Data
01-mai04
02-mai04
03-mai04
04-mai04
05-mai04
06-mai04
07-mai04
08-mai04
09-mai04
10-mai04
11-mai04
12-mai04
13-mai04
14-mai04
15-mai04
16-mai04
P (mm)
Data
P (mm)
Data
P (mm)
9.5
01-jun-04
2.5
01-jul-04
8.1
3.0
02-jun-04
0.0
02-jul-04
0.0
0.0
03-jun-04
0.5
03-jul-04
23.2
0.0
04-jun-04
2.4
04-jul-04
27.4
33.5
05-jun-04
26.7
05-jul-04
2.6
6.4
06-jun-04
24.4
06-jul-04
0.9
6.5
07-jun-04
0.5
07-jul-04
0.0
9.9
08-jun-04
0.0
08-jul-04
2.0
22.4
09-jun-04
0.6
09-jul-04
7.3
2.9
10-jun-04
0.0
10-jul-04
0.0
60.4
11-jun-04
6.5
11-jul-04
0.0
0.0
12-jun-04
0.0
12-jul-04
0.0
0.0
13-jun-04
2.6
13-jul-04
2.9
0.0
14-jun-04
5.8
14-jul-04
2.6
0.0
15-jun-04
0.0
15-jul-04
0.0
0.0
16-jun-04
4.3
16-jul-04
38.0
17-jan-04
1.0
17-fev-04
0.0
18-jan-04
1.2
18-fev-04
0.0
19-jan-04
6.6
19-fev-04
0.0
20-jan-04
26.0
20-fev-04
0.4
21-jan-04
72.2
21-fev-04
0.0
22-jan-04
14.4
22-fev-04
0.0
23-jan-04
74.2
23-fev-04
0.0
24-jan-04
2.4
24-fev-04
0.0
25-jan-04
8.0
25-fev-04
0.0
26-jan-04
54.4
26-fev-04
0.0
27-jan-04
38.1
27-fev-04
1.6
28-jan-04
9.4
28-fev-04
26.5
29-jan-04
29.0
29-fev-04
4.6
30-jan-04
2.9
31-jan-04
4.2
17-mar04
18-mar04
19-mar04
20-mar04
21-mar04
22-mar04
23-mar04
24-mar04
25-mar04
26-mar04
27-mar04
28-mar04
29-mar04
30-mar04
31-mar04
3.2
17-abr-04
6.4
0.0
18-abr-04
7.6
23.0
19-abr-04
4.0
0.0
20-abr-04
0.0
0.0
21-abr-04
3.2
0.8
22-abr-04
43.0
27.4
23-abr-04
1.8
2.1
24-abr-04
16.6
0.0
25-abr-04
1.2
0.0
26-abr-04
1.0
0.0
27-abr-04
0.0
0.0
28-abr-04
0.0
0.0
29-abr-04
0.0
0.0
30-abr-04
0.0
0.0
74
17-mai04
18-mai04
19-mai04
20-mai04
21-mai04
22-mai04
23-mai04
24-mai04
25-mai04
26-mai04
27-mai04
28-mai04
29-mai04
30-mai04
31-mai04
2.8
17-jun-04
28.0
17-jul-04
16.8
0.0
18-jun-04
36.9
18-jul-04
22.7
38.0
19-jun-04
11.2
19-jul-04
0.0
1.8
20-jun-04
9.2
20-jul-04
0.0
0.0
21-jun-04
19.9
21-jul-04
0.0
0.0
22-jun-04
27.0
22-jul-04
0.0
0.0
23-jun-04
0.0
23-jul-04
0.0
0.0
24-jun-04
5.2
24-jul-04
0.0
17.3
25-jun-04
0.0
25-jul-04
2.7
0.0
26-jun-04
8.2
26-jul-04
0.0
0.0
27-jun-04
9.1
27-jul-04
0.5
0.0
28-jun-04
3.0
28-jul-04
0.0
12.7
29-jun-04
0.0
29-jul-04
5.0
0.0
30-jun-04
2.4
30-jul-04
5.2
31-jul-04
0.0
15.5
Tabela 3. Volume observados na barragem de Camará
Data
Cota
(m)
Volume
observado
(m³)
24-jan-04
26-jan-04
27-jan-04
28-jan-04
29-jan-04
09-fev-04
10-fev-04
11-fev-04
12-fev-04
13-fev-04
16-fev-04
17-fev-04
18-fev-04
19-fev-04
20-fev-04
18-mai-04
19-mai-04
20-mai-04
21-mai-04
22-mai-04
25-mai-04
27-mai-04
28-mai-04
31-mai-04
01-jun-04
02-jun-04
03-jun-04
04-jun-04
07-jun-04
08-jun-04
09-jun-04
11-jun-04
15-jun-04
16-jun-04
17-jun-04
437.53
439.39
440.46
440.72
441.49
446.87
446.87
446.87
447.26
447.67
448.05
448.05
448.05
448.05
448.06
454.05
454.32
454.33
454.33
454.33
454.45
454.45
454.45
454.64
454.66
454.66
454.66
454.67
454.99
454.99
454.99
455.03
455.08
455.11
455.26
1,559,404.00
1,925,230.00
2,235,172.00
2,435,778.00
2,561,839.00
8,087,123.00
8,171,632.00
8,332,968.00
8,394,429.00
9,120,068.00
9,854,034.00
10,100,167.00
10,227,478.00
10,329,326.00
10,486,179.00
15,129,175.00
15,151,683.00
15,241,713.00
15,399,267.00
15,560,859.00
15,643,170.00
15,760,756.00
15,796,032.00
15,984,170.00
16,054,722.00
16,101,757.00
16,137,032.00
16,172,308.00
16,655,120.00
16,717,120.00
16,792,251.00
16,904,449.00
17,066,513.00
17,116,378.00
17,216,110.00
Percent.
(%)
16.74%
19.37%
20.98%
21.37%
22.59%
32.71%
32.71%
32.71%
33.58%
34.55%
35.47%
35.47%
35.47%
35.47%
35.49%
56.85%
58.45%
58.53%
58.53%
58.53%
59.26%
59.26%
59.26%
60.45%
60.55%
60.55%
60.57%
60.67%
62.85%
62.85%
62.87%
63.15%
63.50%
63.68%
64.86%
Tabela 4. Coeficientes utilizados para o cálculo do esvaziamento
Descrição
Rendimento da bacia
Coeficiente de descarga
Cota de fundo
Diâmetro
Área da bacia
Altura
Capacidade
Dia em segundo
Símbolo
Valores
Unidade
R
0.11
c
0.85
Cfundo
417.00
m
D
400 ou 800
mm
A
100,000,000.00
m²
h
44.00
m
Vol. Máx.
26,581,614.00
m³
Dia
86,400.00
seg
75
Vol. Calculados
76
Vol. Observados
29-jul-04
23-jul-04
17-jul-04
11-jul-04
05-jul-04
29-jun-04
23-jun-04
17-jun-04
11-jun-04
05-jun-04
30-mai-04
24-mai-04
18-mai-04
12-mai-04
06-mai-04
0.0
24,300,000.00
50.0
21,600,000.00
16,200,000.00
13,500,000.00
200.0
10,800,000.00
250.0
5,400,000.00
2,700,000.00
400.0
0.00
450.0
Chuva (mm/dia)
18,900,000.00
30-abr-04
24-abr-04
18-abr-04
12-abr-04
06-abr-04
31-mar-04
25-mar-04
19-mar-04
13-mar-04
07-mar-04
01-mar-04
24-fev-04
18-fev-04
12-fev-04
06-fev-04
31-jan-04
25-jan-04
19-jan-04
13-jan-04
07-jan-04
01-jan-04
Volume (m³)
27,000,000.00
100.0
Dia do arrombamento
150.0
8,100,000.00
300.0
350.0
Chuva Observada
Figura 2. Hietograma Observado e Volumes Observados e Calculados na Barragem de
Camará.
Tabela 5. Esvaziamento da barragem com válvula de 400 mm de diâmetro
No. de
dias
Data
Precip.
(mm)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
01-jan-04
02-jan-04
03-jan-04
04-jan-04
05-jan-04
06-jan-04
07-jan-04
08-jan-04
09-jan-04
10-jan-04
11-jan-04
12-jan-04
13-jan-04
14-jan-04
15-jan-04
16-jan-04
17-jan-04
18-jan-04
19-jan-04
20-jan-04
21-jan-04
22-jan-04
23-jan-04
24-jan-04
25-jan-04
26-jan-04
27-jan-04
28-jan-04
29-jan-04
0.0
1.6
0.0
0.0
0.0
6.0
0.0
0.0
0.0
1.8
0.0
2.9
5.7
33.1
14.5
2.0
1.0
1.2
6.6
26.0
72.2
14.4
74.2
2.4
8.0
54.4
38.1
9.4
29.0
Precip.
(m³)
P*R*A
0.00
17,920.00
0.00
0.00
0.00
67,200.00
0.00
0.00
0.00
20,160.00
0.00
32,480.00
63,840.00
370,720.00
162,400.00
22,400.00
11,200.00
13,440.00
73,920.00
291,200.00
808,640.00
161,280.00
831,040.00
26,880.00
89,600.00
609,280.00
426,720.00
105,280.00
324,800.00
Cota
(m)
427.94
428.01
428.01
428.01
428.01
428.26
428.26
428.26
428.26
428.33
428.33
428.45
428.68
430.01
430.57
430.65
430.69
430.74
430.99
431.97
434.56
435.05
437.46
437.53
437.78
439.39
440.46
440.72
441.49
Volume
(m³)
1,475,403.00
1,493,323.00
1,493,323.00
1,493,323.00
1,493,323.00
1,560,523.00
1,560,523.00
1,560,523.00
1,560,523.00
1,580,683.00
1,580,683.00
1,613,163.00
1,677,003.00
2,047,723.00
2,210,123.00
2,232,523.00
2,243,723.00
2,257,163.00
2,331,083.00
2,622,283.00
3,430,923.00
3,592,203.00
4,423,243.00
4,450,123.00
4,539,723.00
5,149,003.00
5,575,723.00
5,681,003.00
6,005,803.00
77
Volume
observado
(m³)
Percent.
(%)
5.55%
5.62%
5.62%
5.62%
5.62%
5.87%
5.87%
5.87%
5.87%
5.95%
5.95%
6.07%
6.31%
7.70%
8.31%
8.40%
8.44%
8.49%
8.77%
9.87%
12.91%
13.51%
16.64%
1,559,404.00
16.74%
17.08%
1,925,230.00
2,235,172.00
2,435,778.00
2,561,839.00
19.37%
20.98%
21.37%
22.59%
Altura
(m)
10.94
11.01
11.01
11.01
11.01
11.26
11.26
11.26
11.26
11.33
11.33
11.45
11.68
13.01
13.57
13.65
13.69
13.74
13.99
14.97
17.56
18.05
20.46
20.53
20.78
22.39
23.46
23.72
24.49
Q
(m³/s)
cA(2gh)^1/2
Q num dia
(m³)
Q*Dia
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
30-jan-04
31-jan-04
01-fev-04
02-fev-04
03-fev-04
04-fev-04
05-fev-04
06-fev-04
07-fev-04
08-fev-04
09-fev-04
10-fev-04
11-fev-04
12-fev-04
13-fev-04
14-fev-04
15-fev-04
16-fev-04
17-fev-04
18-fev-04
19-fev-04
20-fev-04
21-fev-04
22-fev-04
23-fev-04
24-fev-04
25-fev-04
26-fev-04
27-fev-04
28-fev-04
29-fev-04
01-mar-04
02-mar-04
2.9
4.2
70.3
0.0
0.0
9.2
109.0
43.6
0.0
0.0
0.9
0.0
0.0
20.6
23.0
0.0
3.9
18.0
0.0
0.0
0.0
0.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.6
26.5
4.6
0.9
4.2
32,480.00
47,040.00
787,360.00
0.00
0.00
103,040.00
1,220,800.00
488,320.00
0.00
0.00
10,080.00
0.00
0.00
230,720.00
257,600.00
0.00
43,680.00
201,600.00
0.00
0.00
0.00
4,480.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
17,920.00
296,800.00
51,520.00
10,080.00
47,040.00
441.57
441.68
443.42
443.42
443.42
443.63
446.00
446.85
446.85
446.85
446.87
446.87
446.87
447.26
447.67
447.67
447.74
448.05
448.05
448.05
448.05
448.06
448.06
448.06
448.06
448.06
448.06
448.06
448.09
448.53
448.61
448.62
448.69
6,038,283.00
6,085,323.00
6,872,683.00
6,872,683.00
6,872,683.00
6,975,723.00
8,196,523.00
8,684,843.00
8,684,843.00
8,684,843.00
8,694,923.00
8,694,923.00
8,694,923.00
8,925,643.00
9,183,243.00
9,183,243.00
9,226,923.00
9,428,523.00
9,428,523.00
9,428,523.00
9,428,523.00
9,433,003.00
9,433,003.00
9,433,003.00
9,433,003.00
9,433,003.00
9,433,003.00
9,433,003.00
9,450,923.00
9,747,723.00
9,799,243.00
9,809,323.00
9,856,363.00
78
22.72%
22.89%
25.86%
25.86%
25.86%
26.24%
30.84%
32.67%
32.67%
32.67%
8,087,123.00
8,171,632.00
8,332,968.00
8,394,429.00
9,120,068.00
32.71%
32.71%
32.71%
33.58%
34.55%
34.55%
34.71%
9,854,034.00
10,100,167.00
10,227,478.00
10,329,326.00
10,486,179.00
35.47%
35.47%
35.47%
35.47%
35.49%
35.49%
35.49%
35.49%
35.49%
35.49%
35.49%
35.55%
36.67%
36.86%
36.90%
37.08%
24.57
24.68
26.42
26.42
26.42
26.63
29.00
29.85
29.85
29.85
29.87
29.87
29.87
30.26
30.67
30.67
30.74
31.05
31.05
31.05
31.05
31.06
31.06
31.06
31.06
31.06
31.06
31.06
31.09
31.53
31.61
31.62
31.69
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
03-mar-04
04-mar-04
05-mar-04
06-mar-04
07-mar-04
08-mar-04
09-mar-04
10-mar-04
11-mar-04
12-mar-04
13-mar-04
14-mar-04
15-mar-04
16-mar-04
17-mar-04
18-mar-04
19-mar-04
20-mar-04
21-mar-04
22-mar-04
23-mar-04
24-mar-04
25-mar-04
26-mar-04
27-mar-04
28-mar-04
29-mar-04
30-mar-04
31-mar-04
01-abr-04
02-abr-04
03-abr-04
04-abr-04
0.0
0.0
0.0
0.0
25.5
28.6
0.0
1.9
21.9
0.0
0.0
0.0
0.0
10.8
3.2
0.0
23.0
0.0
0.0
0.8
27.4
2.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
11.6
0.00
0.00
0.00
0.00
285,600.00
320,320.00
0.00
21,280.00
245,280.00
0.00
0.00
0.00
0.00
120,960.00
35,840.00
0.00
257,600.00
0.00
0.00
8,960.00
306,880.00
23,520.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
129,920.00
448.69
448.69
448.69
448.69
449.10
449.54
449.54
449.57
449.89
449.89
449.89
449.89
449.89
450.04
450.09
450.09
450.40
450.40
450.40
450.42
450.78
450.81
450.81
450.81
450.81
450.81
450.81
450.81
450.81
450.81
450.81
450.81
450.96
9,856,363.00
9,856,363.00
9,856,363.00
9,856,363.00
10,141,963.00
10,462,283.00
10,462,283.00
10,483,563.00
10,728,843.00
10,728,843.00
10,728,843.00
10,728,843.00
10,728,843.00
10,849,803.00
10,885,643.00
10,885,643.00
11,143,243.00
11,143,243.00
11,143,243.00
11,152,203.00
11,459,083.00
11,482,603.00
11,482,603.00
11,482,603.00
11,482,603.00
11,482,603.00
11,482,603.00
11,482,603.00
11,482,603.00
11,482,603.00
11,482,603.00
11,482,603.00
11,612,523.00
79
37.08%
37.08%
37.08%
37.08%
38.15%
39.36%
39.36%
39.44%
40.36%
40.36%
40.36%
40.36%
40.36%
40.82%
40.95%
40.95%
41.92%
41.92%
41.92%
41.95%
43.11%
43.20%
43.20%
43.20%
43.20%
43.20%
43.20%
43.20%
43.20%
43.20%
43.20%
43.20%
43.69%
31.69
31.69
31.69
31.69
32.10
32.54
32.54
32.57
32.89
32.89
32.89
32.89
32.89
33.04
33.09
33.09
33.40
33.40
33.40
33.42
33.78
33.81
33.81
33.81
33.81
33.81
33.81
33.81
33.81
33.81
33.81
33.81
33.96
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
05-abr-04
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17,216,110.00
8.86%
8.47%
9.08%
10.05%
9.92%
9.72%
9.96%
10.50%
9.90%
9.52%
8.93%
8.70%
8.51%
8.06%
7.50%
7.05%
6.85%
6.32%
6.77%
7.39%
6.95%
6.45%
5.92%
5.48%
5.29%
4.78%
4.29%
3.81%
16.17
15.88
15.35
14.91
14.60
14.07
13.71
14.27
15.14
15.02
14.84
15.06
15.53
15.00
14.67
14.14
13.93
13.75
13.34
12.82
12.40
12.20
11.69
12.12
12.71
12.30
11.81
11.30
10.88
10.68
10.18
9.68
9.19
1.90
1.89
1.85
1.83
1.81
1.77
1.75
1.79
1.84
1.83
1.82
1.84
1.86
1.83
1.81
1.78
1.77
1.75
1.73
1.69
1.67
1.65
1.62
1.65
1.69
1.66
1.63
1.59
1.56
1.55
1.51
1.47
1.43
164,403.82
162,896.76
160,147.34
157,868.41
156,214.37
153,358.62
151,380.31
154,412.14
159,037.37
158,451.16
157,475.36
158,625.96
161,101.23
158,322.66
156,549.19
153,698.63
152,545.50
151,590.09
149,321.31
146,361.91
143,918.98
142,808.81
139,756.80
142,330.22
145,737.56
143,336.59
140,509.52
137,426.00
134,818.18
133,588.54
130,413.74
127,198.80
123,944.31
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
13-jul-04
14-jul-04
15-jul-04
16-jul-04
17-jul-04
18-jul-04
19-jul-04
20-jul-04
21-jul-04
22-jul-04
23-jul-04
24-jul-04
25-jul-04
26-jul-04
27-jul-04
28-jul-04
29-jul-04
30-jul-04
31-jul-04
2.9
2.6
0.0
38.0
16.8
22.7
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
2.7
0.0
0.5
0.0
5.0
5.2
0.0
32,480.00
29,120.00
0.00
425,600.00
188,160.00
254,240.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
30,240.00
0.00
5,600.00
0.00
56,000.00
58,240.00
0.00
425.84
425.48
425.01
426.22
426.47
426.96
426.47
425.98
425.50
425.03
424.57
424.11
423.79
423.36
422.95
422.54
422.37
422.21
421.82
922,187.10
829,780.96
710,768.81
1,020,707.16
1,084,739.10
1,213,200.93
1,084,203.92
958,439.42
835,946.72
716,764.51
600,930.88
488,483.27
409,698.46
303,158.54
205,703.13
105,971.90
65,792.52
29,330.84
-64,005.03
83
3.47%
3.12%
2.67%
3.84%
4.08%
4.56%
4.08%
3.61%
3.14%
2.70%
2.26%
1.84%
1.54%
1.14%
0.77%
0.40%
0.25%
0.11%
-0.24%
8.84
8.48
8.01
9.22
9.47
9.96
9.47
8.98
8.50
8.03
7.57
7.11
6.79
6.36
5.95
5.54
5.37
5.21
4.82
1.41
1.38
1.34
1.44
1.46
1.49
1.46
1.42
1.38
1.34
1.30
1.26
1.23
1.19
1.15
1.11
1.10
1.08
1.04
121,526.14
119,012.15
115,661.65
124,128.07
125,778.17
128,997.00
125,764.50
122,492.70
119,182.21
115,833.63
112,447.61
109,024.81
106,539.91
103,055.42
99,731.23
96,179.37
94,701.68
93,335.87
89,724.16
Tempo
fev
mar
abr
mai
jun
0.0
27,000,000.00
Cota 461
50.0
24,300,000.00
Cota 459
100.0
21,600,000.00
Cota 458
150.0
Chuva (mm/dia)
07/06
19/05
200.0
250.0
09/05
29/04
19/04
30/03
29/05
18,900,000.00
Cota 456
16,200,000.00
Cota 454
13,500,000.00
Cota 451
10,800,000.00
Cota 448
300.0
8,100,000.00
Cota 445
350.0
5,400,000.00
Cota 441
400.0
2,700,000.00
Cota 434
450.0
0.00 Cota 417
Figura 3. Hietograma Observado e Esvaziamento da Barragem de Camará
com válvula de 400 mm
84
Volume (m³)
jan
Tabela 6. Esvaziamento da barragem com válvula de 800 mm de diâmetro
No. de
Data
dias
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
01-jan-04
02-jan-04
03-jan-04
04-jan-04
05-jan-04
06-jan-04
07-jan-04
08-jan-04
09-jan-04
10-jan-04
11-jan-04
12-jan-04
13-jan-04
14-jan-04
15-jan-04
16-jan-04
17-jan-04
18-jan-04
19-jan-04
20-jan-04
21-jan-04
22-jan-04
23-jan-04
24-jan-04
25-jan-04
26-jan-04
27-jan-04
28-jan-04
Precip
.
(mm)
0.0
1.6
0.0
0.0
0.0
6.0
0.0
0.0
0.0
1.8
0.0
2.9
5.7
33.1
14.5
2.0
1.0
1.2
6.6
26.0
72.2
14.4
74.2
2.4
8.0
54.4
38.1
9.4
Precip.
Cota
Volume
Volume
Percent.
Altura
Q
Q num dia
(m³)
P*R*A
0.00
17,920.00
0.00
0.00
0.00
67,200.00
0.00
0.00
0.00
20,160.00
0.00
32,480.00
63,840.00
370,720.00
162,400.00
22,400.00
11,200.00
13,440.00
73,920.00
291,200.00
808,640.00
161,280.00
831,040.00
26,880.00
89,600.00
609,280.00
426,720.00
105,280.00
(m)
(m³)
observado
(m³)
(%)
(m)
(m³/s)
cA(2gh)^1/2
(m³)
Q*Dia
427.94
428.01
428.01
428.01
428.01
428.26
428.26
428.26
428.26
428.33
428.33
428.45
428.68
430.01
430.57
430.65
430.69
430.74
430.99
431.97
434.56
435.05
437.46
437.53
437.78
439.39
440.46
440.72
1,475,403.00
1,493,323.00
1,493,323.00
1,493,323.00
1,493,323.00
1,560,523.00
1,560,523.00
1,560,523.00
1,560,523.00
1,580,683.00
1,580,683.00
1,613,163.00
1,677,003.00
2,047,723.00
2,210,123.00
2,232,523.00
2,243,723.00
2,257,163.00
2,331,083.00
2,622,283.00
3,430,923.00
3,592,203.00
4,423,243.00
4,450,123.00
4,539,723.00
5,149,003.00
5,575,723.00
5,681,003.00
85
1,559,404.00
1,925,230.00
2,235,172.00
2,435,778.00
5.55%
5.62%
5.62%
5.62%
5.62%
5.87%
5.87%
5.87%
5.87%
5.95%
5.95%
6.07%
6.31%
7.70%
8.31%
8.40%
8.44%
8.49%
8.77%
9.87%
12.91%
13.51%
16.64%
16.74%
17.08%
19.37%
20.98%
21.37%
10.94
11.01
11.01
11.01
11.01
11.26
11.26
11.26
11.26
11.33
11.33
11.45
11.68
13.01
13.57
13.65
13.69
13.74
13.99
14.97
17.56
18.05
20.46
20.53
20.78
22.39
23.46
23.72
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
29
30
31
32
33
34
35
36
29-jan-04
30-jan-04
31-jan-04
01-fev-04
02-fev-04
03-fev-04
04-fev-04
05-fev-04
29.0
2.9
4.2
70.3
0.0
0.0
9.2
109.0
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
06-fev-04
07-fev-04
08-fev-04
09-fev-04
10-fev-04
11-fev-04
12-fev-04
13-fev-04
14-fev-04
15-fev-04
16-fev-04
17-fev-04
18-fev-04
19-fev-04
20-fev-04
21-fev-04
22-fev-04
23-fev-04
24-fev-04
25-fev-04
26-fev-04
27-fev-04
28-fev-04
29-fev-04
43.6
0.0
0.0
0.9
0.0
0.0
20.6
23.0
0.0
3.9
18.0
0.0
0.0
0.0
0.4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
1.6
26.5
4.6
324,800.00
32,480.00
47,040.00
787,360.00
0.00
0.00
103,040.00
1,220,800.
00
488,320.00
0.00
0.00
10,080.00
0.00
0.00
230,720.00
257,600.00
0.00
43,680.00
201,600.00
0.00
0.00
0.00
4,480.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
17,920.00
296,800.00
51,520.00
441.49
441.57
441.68
443.42
443.42
443.42
443.63
446.00
6,005,803.00
6,038,283.00
6,085,323.00
6,872,683.00
6,872,683.00
6,872,683.00
6,975,723.00
8,196,523.00
446.85
446.85
446.85
446.87
446.87
446.87
447.26
447.67
447.67
447.74
448.05
448.05
448.05
448.05
448.06
448.06
448.06
448.06
448.06
448.06
448.06
448.09
448.53
448.61
8,684,843.00
8,684,843.00
8,684,843.00
8,694,923.00
8,694,923.00
8,694,923.00
8,925,643.00
9,183,243.00
9,183,243.00
9,226,923.00
9,428,523.00
9,428,523.00
9,428,523.00
9,428,523.00
9,433,003.00
9,433,003.00
9,433,003.00
9,433,003.00
9,433,003.00
9,433,003.00
9,433,003.00
9,450,923.00
9,747,723.00
9,799,243.00
86
2,561,839.00
8,087,123.00
8,171,632.00
8,332,968.00
8,394,429.00
9,120,068.00
9,854,034.00
10,100,167.00
10,227,478.00
10,329,326.00
10,486,179.00
22.59%
22.72%
22.89%
25.86%
25.86%
25.86%
26.24%
30.84%
24.49
24.57
24.68
26.42
26.42
26.42
26.63
29.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
32.67%
32.67%
32.67%
32.71%
32.71%
32.71%
33.58%
34.55%
34.55%
34.71%
35.47%
35.47%
35.47%
35.47%
35.49%
35.49%
35.49%
35.49%
35.49%
35.49%
35.49%
35.55%
36.67%
36.86%
29.85
29.85
29.85
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29.87
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Cota 459
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Cota 454
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Cota 448
8,100,000.00
350.0
Cota 445
5,400,000.00
Cota 441
400.0
450.0
2,700,000.00
Cota 434
0.00 Cota 417
Figura 4. Hietograma Observado e Esvaziamento da Barragem de Camará
com válvula de 800 mm
Volume (m³)
Chuva (mm/dia)
150.0

barragem de camará - Procuradoria da República no Estado da

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