Os sistemas de drenagem, tanto superficial quanto interna, talvez sejam as estruturas mais importantes em uma barragem de rejeitos, principalmente naquelas alteadas com o próprio rejeito, uma vez que, por estarem mais susceptíveis a erosões, piping e fenômenos de liquefação, necessitam de um eficiente sistema de drenagem das águas de fluxo. Dessa forma, uma locação e dimensionamento criteriosos, bem como uma correta seleção de materiais torna-se indispensável para o sucesso de um sistema de drenagem em uma determinada barragem de rejeitos.
O sistema de drenagem interna da barragem B5 é composto basicamente por um tapete drenante e por um dreno de pé (Figura 3.13). O tapete drenante, por sua vez, pode ser subdividido em dois conjuntos: um tapete principal e de maior capacidade, alocado a partir da superfície de escavação da várzea do córrego, estendendo-se desde o filtro vertical do dique de partida até o dreno de pé, e tapetes drenantes laterais, que se conectam ao principal e se estendem ao longo do eixo da barragem em direção às ombreiras até a cota 940.
Figura 3.13 – Seção transversal ilustrando o sistema de drenagem interna da barragem B5. (Paulo Abib Engenharia S.A, 1980)
O tapete drenante principal possui cerca de 20m de largura e é composto essencialmente por material grosseiro. Na sua execução, lançou-se previamente uma camada de underflow retirado da barragem B4 sobre a superfície de escavação, que foi recoberta
por uma camada de magnetita, pedrisco e mais internamente brita fina (Figura 3.14). Adicionalmente, na região das ombreiras da barragem, foram alocados tapetes drenantes secundários de menor largura e conectados ao tapete principal, com seção transversal similar, à exceção da camada de base de underflow.
Figura 3.14 – Seção transversal passando pelo tapete drenante.(Paulo Abib Engenharia S.A, 1980) Os tapetes laterais possuem ainda conformações diferentes com relação à sua posição nas ombreiras (Figura 3.15), em função da presença ou não do dique de partida (até a cota 915 e acima da cota 920, respectivamente).
Figura 3.15 – Locação dos tapetes laterais. Seção típica para as ombreiras entre as cotas 905 e 915 (a) e idem acima da cota 920 (b). (Paulo Abib Engenharia S.A, 1980)
Conforme pode ser observado na figura anterior, verifica-se a presença de uma estrutura denominada filtro de pé. Esta estrutura, também parte integrante do sistema de drenagem interna da barragem, responde pela drenagem do excesso de água associada ao underflow lançado da crista. Além disso, estas estruturas também funcionam como dispositivos coletores das águas pluviais que possam escoar superficialmente pelo corpo do aterro, evitando o carreamento de partículas e conseqüentes erosões superficiais. Na base do sistema de drenagem interna, um dreno de pé (seção transversal indicada na Figura 3.16) está localizado a jusante do tapete drenante principal e tem por função principal coletar a água percolada pelo sistema de drenagem interna e conduzi-la, de maneira harmônica, até seu deságüe no córrego Capivara. Adicionalmente, esta estrutura também funciona como dique de sustentação para os alteamentos subseqüentes, uma vez que se constitui no limite de jusante da estrutura de contenção. A jusante deste dique, foi instalado um medidor das vazões percoladas pelo aterro e pela fundação da barragem.
Figura 3.16 – Seção transversal do dreno de pé. (Paulo Abib Engenharia S.A, 1980)
O sistema de drenagem externa ou superficial é representado basicamente por um sistema extravasor (Figura 3.17), constituído por uma galeria de encosta, com emboques a cada 5m de desnível, uma caixa de controle, galeria de fundo através do corpo da barragem e uma estrutura de recirculação de água. Este sistema de recirculação é composto por canais e tubulações superficiais que conduzem a água coletada da barragem B5 até um conjunto de bombas a jusante e, daí, até a usina de beneficiamento.
Figura 3.17 – Sistema extravasor da barragem B5.
O conjunto de galerias de encosta está localizado na ombreira esquerda a cada 5m de desnível. O sistema é operacionalizado basicamente pelo acionamento de comportas através de manivelas, em função da posição do nível d’água do reservatório, por processo manual realizado pelos próprios operadores da barragem.
Galeria de fundo
Canal lateral Emboques superiores
A água do reservatório, ao entrar em contato com a galeria na encosta, pode ser direcionada para o canal lateral ou para a galeria de fundo por meio da abertura das respectivas comportas (Figura 3.18).
Figura 3.18 – Esquema de funcionamento do sistema extravasor da B5
Quando o fluxo é direcionado para o canal lateral, seu destino é o sistema de recirculação de água, ou seja, a água passa a ser conduzida por meio de tubulações até um sistema de bombeamento, de onde é transferida novamente para a usina. Por outro lado, quando se abre a comporta da galeria de fundo, o fluxo é, então, direcionado para uma galeria de concreto armado, situada sob a barragem, até liberação a jusante da mesma, próximo ao deságüe do dreno de pé.
Em geral, a comporta do canal lateral é mantida aberta, uma vez que é interessante, do ponto de vista ambiental e econômico, que a água, já clarificada, retorne sempre ao processo de beneficiamento. Por outro lado, a comporta da galeria de fundo é aberta apenas para controle do nível d’água no reservatório em períodos chuvosos ou de eventual paralisação da usina.
Adicionalmente, é interessante destacar que as vazões, em ambos os canais, são controladas pelo nível de abertura das comportas; portanto, cabe ao operador ou
responsável pela barragem definir o nível de fluxo desejado. A Figura 3.19 apresenta o
layout geral da estrutura interna da barragem B5, incluindo-se o dique de partida e os
sistemas de drenagem.
Figura 3.19 – Layout interno da barragem B5. Detalhe do sistema de drenagem. (Modificado, Paulo Abib Engenharia S.A, 1980)