POLICE CUSTODY

Para a construção do aterro da barragem, os projetistas recomendaram algumas ações de caráter técnico objetivando a garantia das condições mais adequadas possíveis para estabilidade do aterro. A seguir relacionam-se as principais:

• antes do início da compactação do aterro, a fundação deveria ser limpa e drenada;

• o material deveria ser lançado em camadas aproximadamente horizontais e contínuas, com espessura máxima de 0,30m, antes da compactação. Recomendavam ainda que, caso não fosse alcançada a densidade requerida com esta espessura, esta deveria ser diminuída;

• caso alguma camada já compactada apresentasse aspecto muito seco ou liso para proporcionar o adequado entrosamento com a camada superior, sua superfície deveria ser umedecida e escarificada;

• o aterro deveria ser erguido com inclinação de 2% para as laterais e eliminação de quaisquer reentrâncias, de modo a se impossibilitar o acúmulo de água das chuvas;

• as operações de construção, deveriam ser iniciadas pela porção mais baixa (nível da fundação) progredindo para as porções mais superiores ;

• caso houvesse quaisquer interrupção do lançamento, a camada já compactada deveria sofrer retrabalho ou até mesmo ser removida visando a preservação adequada do entrosamento entre as camadas;

• o teor de umidade do aterro compactado deveria ser mantido entre -2% e +3% em relação a umidade ótima. Poderiam, no entanto, ser tolerados cerca de 15% dos ensaios de controle com umidades superiores a ótima mais 3%, desde que não concentrados em uma mesma região do aterro;

• o controle dos resultados de compactação deveria ser feito através de ensaios em laboratório;

• o número de amostras considerado adequado para a perfeita verificação, foi recomendado em pelo menos 1 ensaio para cada 400,0m3 de aterro;

• quanto aos equipamentos de compactação, os projetistas recomendaram na época a utilização de rolo compressor com rodas pneumáticas de 50 toneladas, ou então do tipo

pé de carneiro com pressão nominal de 20,0kg/cm2, (1.961,33kPa) com execução de um aterro experimental para ajustes e verificação da eficiência dos equipamentos e materiais.

Conforme a pesquisa em documentos disponíveis, a barragem de Capivari-Cachoeira foi construída segundo as recomendações dos projetistas acima descritas.

O material foi compactado a partir de camadas lançadas com 0,25m de espessura, sobre aterro previamente escarificado com grades, em profundidades de 0,05m, em média.

A umidade foi mantida de acordo com a recomendação, sendo que tanto a umidade, como o grau de compactação, sofreram controle sistemático à razão de um ensaio para cada 450,0m3 de aterro.

O grau de compactação médio resultou em 98,8% em relação ao Proctor Normal, com peso específico seco médio de 15,2kN/m3, correspondente a um peso específico úmido de 19,1kN/m3 (peso específico dos grãos de 28kN/m3).

Cerca de 4% apresentou peso específico inferior a 14kN/m3 e também 4% das amostras alcançou peso específico maior, cerca de 17kN/m3. Os ensaios demonstraram que cerca de 1,3% em média das amostras ensaiadas alcançaram umidades superiores à ótima.

Tais resultados foram compatíveis com os estabelecidos pelos critérios, conforme apresentado na Tabela 4.1.

Execução dos Filtros de Proteção na Região de Jusante do Maciço

Os projetistas já alertavam para a importância da execução dos filtros da barragem, ressaltando que se constituíam nos elementos mais importantes para a sua estabilidade perante os efeitos da percolação de água. Ressaltaram também a importância do que denominaram de filtro invertido situado junto ao enrocamento de jusante, com função de se constituir em uma segunda linha de defesa.

Com objetivo de salientar pontos importantes e orientar os trabalhos de construção para a colocação e construção dos filtros da barragem, foram relacionados uma série de cuidados, a serem tomados para a sua construção, conforme segue:

O sistema de drenagem interno deveria ser constituído por um filtro vertical de areia, num plano paralelo ao do eixo da barragem e a 5,0m a jusante desse, com espessura de 1,0m de largura, atingindo a elevação 845,0m ou seja até a elevação do nível máximo do reservatório e a cerca de quatro metros abaixo da crista da barragem, situada na elevação 849,0m. Lateralmente o filtro deveria ser encaixado na ombreira pelo menos 3,0m recomendando que caso necessário, uma escavação fosse executada para este encaixe.

Abaixo do nível de fundação e entre o plano vertical do eixo da barragem e 35,0m a jusante do mesmo, deveria ser instalado um filtro horizontal de areia, com espessura também de 1,0m, o qual deveria abranger toda a área de fundação e subir em ambas as ombreiras até pelo menos a elevação 825,0m, que representa 3,0m acima do nível de água mínimo.

Para ambos os filtros (vertical e horizontal), os projetistas recomendaram que o material constituinte deveria ser composto por areias naturais limpas, bem graduadas ou por misturas de areia com pedregulhos e/ou pedra britada, com coeficiente de permeabilidade k ≥ 0,01cm/s não devendo apresentar mais do que 5% de material fino isto é ≤ 0,074mm ou peneira n.o 200. Já para o lançamento em campo, a recomendação era de que deveriam ser dispostos em camadas e compactados com rolo vibrador, trator de esteira ou rolo pneumático até atingirem um grau de compacidade superior a 0,70.

Para areias e pedregulhos, o grau de compacidade define a relação entre o índice de vazios "in situ" (e) e os valores limites "e"máx e "e" mín. O grau de compacidade (ou densidade relativa ou ainda compacidade relativa) é definido pela expressão:

Por essa expressão, o grau de compacidade de um solo no estado mais denso possível (e = emín) equivale a 1,0 ou 100% (Craig, 2007).

Para o caso do dimensionamento do filtro da barragem de Capivari-Cachoeira foi definido que o grau de compacidade (ou compacidade relativa) deveria ser superior 0,70.

Para a descarga das águas de percolação provenientes dos filtros, o projeto previa a instalação de um sistema de manilhas de concreto com aberturas nos trechos em contato com os filtros e com juntas fechadas quando fora desses.

Nas porções externas aos filtros e fundações, tais manilhas deveriam ser encaixadas em canaletas abertas (preferivelmente na rocha de fundação) as quais deveriam, após a sua instalação, ser reaterradas com material compactado.

Para o controle da eficiência do filtro a recomendação era de que ensaios de permeabilidade deveriam ser executados, acompanhados de análises granulométricas para cada 50,0m3 de material aplicado.

O projeto previu também a construção de um poço coletor junto ao pé de jusante da barragem, em concreto armado, com objetivo de captar as águas provenientes dos tubos de descarga dos filtros e encaminhá-las para o dispositivo de medição das vazões localizado imediatamente a jusante. (ver Figura 4.22).

A partir deste sistema as águas de infiltração são encaminhadas por um tubo novamente ao rio.

Para as percolações oriundas do sistema de drenagem superficial constituído por canaletas de concreto posicionadas em patamares regulares no talude de jusante e também no contorno com as ombreiras direita e esquerda, o sistema coletor é isolado, sendo que as águas captadas também são encaminhadas para jusante por um sistema independente.

Figura 4.22: Poço coletor e dispositivo de medição das vazões de infiltração (ao fundo) localizados

junto ao "pé" de jusante da barragem de Capivari-Cachoeira (Fotografia do Autor, 2010).

Registros da obra indicam que, para o filtro vertical, foram utilizadas duas técnicas distintas de construção. O sistema de colocação da areia em uma trincheira aberta após duas camadas de aterro, perfazendo uma espessura da ordem de 0,50m. A partir de certa altura da barragem (mais precisamente elevação 815,0m) o processo de execução do filtro foi modificado sendo executado antes da colocação do aterro. Para isso, a areia era lançada em uma camada de aproximadamente 0,30m de espessura com uma seção transversal trapezoidal, cuja base menor superior era de 1,0m, limitada por guias laterais de madeira removíveis. O material era então confinado pelo aterro lançado e compactado de ambos os lados. A compactação do filtro até atingir a compacidade de 0,7 era obtida com 25 passadas de um motoscraper tipo 631 carregado. A permeabilidade do filtro verificada em ensaios de laboratório e "in situ" e manteve-se em torno de 10-4m/s equivalente a de areias ou misturas de areias e pedregulhos limpos, conforme apresentado na Tabela 4.3.

A Figura 4.23 abaixo mostra o desenvolvimento dos trabalhos na praça de compactação em 04 de junho de 1968, onde se pode observar uma série de equipamentos tipo

motoscraper modelo 631.

Figura 4.23: Trabalhos de compactação na praça da barragem de Capivari-Cachoeira em

04.06.1968, com utilização de equipamentos tipo motoscraper 631 (Fotografia do arquivo COPEL, digitalizada a partir do original da ELETROCAP).

Enrocamento do Pé de Jusante

Para o enrocamento de jusante, a especificação previu que este deveria ser constituído com rocha sã, cujo volume individual não deveria ser inferior a 0,10m3 (blocos da ordem de 0,5m x 0,5m x 0,5m) e não superior a 1,0m3 com preenchimento dos vazios entre os blocos mais finos visando o adequado embricamento. O material deveria ser lançado em camadas e a compactação efetuada com rolo apropriado de modo a se obter um grau de

O projeto previa ainda a construção de um filtro de transição inclinado junto ao talude de montante, construído em camadas de 1,0m de altura, constituídas por pedras britadas colocadas em contato com o enrocamento do talude de montante, seguida por outra camada de 1,0m também constituído por um filtro de areia grossa e cascalho, justaposto à camada de brita.

Drenagem superficial do talude de Jusante

A barragem de Capivari-Cachoeira é provida por um sistema de drenagem superficial dispostos nos patamares das elevações 840,0m, 830,0m e 820,0m, bem como canaletas laterais em concreto as quais contornam todo o contato lateral entre o aterro e as ombreiras direita e esquerda, cujo objetivo é drenar as águas superficiais e conduzi-las para um sistema coletor localizado a jusante do aterro e deste para o rio Capivari.

Proteção Externa dos Taludes

Para a proteção contra a ação das ondas (marolas), o projeto previu a colocação no talude de montante de um enrocamento com espessura de 1,0m, constituído por blocos de rocha com tamanhos variando entre 0,5m3 e mínimo de 0,015m3, estabelecendo-se como critério que 30% do volume lançado deveria possuir os tamanhos de 0,015m3 e que pelo menos 30% deveria ser maior do que 0,08m3. Entre esta camada e o aterro da barragem, foi lançada uma camada de transição, constituída por pedra britada ou refugo da escavação em rocha com espessura mínima de 0,20m medida na perpendicular do talude do aterro.

As Figuras 4.24 e 4.25 exibem o aspecto atual da porção emersa do talude de montante (enrocamento de proteção) e o talude de jusante inteiramente recoberto por grama.

Figura 4.24: Aspecto aparente do talude de montante da Barragem Capivari-Cachoeira

5. DESEMPENHO E CONTROLE DA BARRAGEM DE CAPIVARI-