Introdução aos projetos de barragens de aterros

Por Márcio Leão, Geólogo de Engenharia e Geotécnico, D.Sc. como colaborador do canal Ambiental Mercantil / Opinião de Especialista Imagem: cedida por Márcio Leão.

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O projeto de um aterro é principalmente controlado pelas características dos materiais disponíveis, pela natureza da fundação, pelos métodos construtivos especificados e pelo grau de construção previsto.

Considerando as seções típicas de barragens de aterro podemos classificá-las em barragens de seção homogênea, seção zonada e seção com diafragma impermeável.

O primeiro grupo compreende os aterros formados por um único tipo de solo ou mescla de solos buscando uma mistura homogênea. A linha freática emerge no talude de jusante, pelo que em tais seções devem dispor zonas de material permeável disposta de maneira controlada.

Caso ocorra a disponibilidade de solos de diversas permeabilidades pode projetar-se uma seção zonada, em que os materiais mais permeáveis envolvem um núcleo impermeável. Os maciços exteriores serão estabilizadores, competindo ao núcleo o papel do elemento impermeabilizador.

No caso de deficiência local de materiais impermeáveis as seções poderão ser projetadas recorrendo fundamentalmente aos materiais permeáveis. A impermeabilização necessária é obtida a custo de um fino diafragma que pode ser colocado em diversas posições. O elemento impermeabilizador, quando de terra, é considerado um diafragma se a sua espessura, medida na horizontal e em qualquer cota, for menor que três metros ou menor do que a altura do aterro correspondente à cota considerada. Se o material permeável que constitui a barragem for rocha a barragem é chamada de enrocamento.

Em relação a fundação das barragens do aterro, incluindo as ombreiras, devemos assegurar sempre a estabilidade dos projetos. Essa avaliação deve contemplar as cargas transmitidas pelo aterro e um controle efetivo da percolação. Quanto ao aterro, há de se projetar a seção de modo que a mesma satisfaça as suas finalidades, construído com os materiais disponíveis no mínimo custo e com a segurança adequada. O vídeo abaixo apresenta as causas de falha em projetos de barragem de aterro.

Diferente dos projetos das barragens de concreto, pode-se dizer que é possível construir uma barragem de aterro em quase todos os tipos de fundação, desde que sejam estudados suficientemente os materiais que as compõem e também que o projeto se adapte convencionalmente às condições observadas.

Sob o ponto de vista dos tratamentos necessários às fundações, podemos dividir a estratégia geotécnica em três grupos, conforme as características predominantes da fundação, ou seja:

1. Fundações em rocha: Normalmente são materiais de boa qualidade para fundações e sem grandes problemas geotécnicos. Quando identificados problemas geralmente estão associados à permeabilidade, sendo esta propriedade variável devido às características do maciço de fundação.
2. Fundações em solos permeáveis (solos arenosos ou com pedregulhos): Devemos considerar duas questões nessas fundações. A primeira relaciona-se a quantidade de água perdida por percolação. A segunda relaciona-se com a grandeza das forças de percolação. Esta última, questão assume especial importância no caso de fundações constituídas por areias limpas saturadas (geralmente finas e uniformes) e de baixa compacidade.
3. Fundações em solos impermeáveis (solos argilosos ou siltosos): Nesse grupo temos como principal problema a estabilidade contra a ruptura por cisalhamento ou recalques excessivos.

O tratamento mínimo para qualquer tipo de fundação consiste na remoção da camada superficial (limpeza e/ou saneamento da fundação). Em muitos casos em que o solo de fundação se apresenta com pequena espessura, ele é removido totalmente até a rocha, ou material geológico de melhor competência, tendo em vista que em climas tropicais a rocha pode estar a grande profundidade e inviabilizar a escavação até a mesma.

Nessas situações podemos optar por reduzir ou mesmo controlar a camada problemática. Por exemplo, em fundações de solo podemos executar cut-offs e preenchê-los com material compactado e permeabilidade semelhante ao do aterro, de forma a reduzir as águas de infiltração ou apenas com o propósito de conectar a porção impermeável do aterro com a fundação.

O projeto de um aterro é principalmente controlado pelas características dos materiais disponíveis, pela natureza da fundação, pelos métodos de construção especificados e pelo grau de controle de construção previsto.

SOBRE O AUTOR, COLABORADOR DO NOSSO CANAL DE NOTÍCIAS:

Márcio Leão é Pós-Doutor em Geotecnia pela UFV, Doutor em Geologia de Engenharia pela UFRJ, Doutorando em Geotecnia pela UERJ, Mestre em Geotecnia pela UERJ, Mestre em Geologia de Engenharia pela UFRJ, possui MBA em Gestão de Projetos pela USP e, Bacharel em Geologia pela UFRJ. É Membro de Comissões Técnicas, de Corpo Editorial e Revisor Ad hoc de Periódicos nacionais e internacionais.

Informamos que o artigo é de responsabilidade do autor colaborador publicado na seção Opinião de Especialistas. Respeitamos suas dissertações, perspectivas e opiniões; porém atuam de forma independente e não representam a Ambiental Mercantil.