As principais tipologias das barragens de aterro são: as barragens de terra e as barragens de rejeitos ou barragens de rejeitos ou resíduos (Foto: Charles Knowles/shutterstock)

Catástrofes como as ocorridas em Mariana e em Brumadinho (MG) em 2015 e em 2019, respectivamente, voltaram as atenções para a suscetibilidade das barragens de aterro. Essas estruturas, utilizadas para acomodar rejeitos, resíduos e água, devem ser construídas e monitoradas rigorosamente sob o risco de rompimentos trágicos como os ocorridos nas cidades mineiras.

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Ao longo dos anos, a engenharia geotécnica evoluiu bastante, desenvolvendo soluções confiáveis para diferentes situações. No caso das barragens de aterro, há duas tipologias principais: as barragens de terra e as barragens de rejeitos ou resíduos.

Wilson Shoji Iyomasa, diretor do Centro de Tecnologia de Obras de Infraestrutura do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), explica que as barragens de terra podem ser homogêneas (quando construídas unicamente com camada de solo argiloso) ou heterogêneas. Essas últimas são construídas com diferentes tipos de solos e possuem um núcleo impermeável construído por solo argiloso. “Nesse tipo de barragem, o direcionamento e o controle do fluxo de água pela camada de solo argiloso se dá pelos filtros de areia”, comenta Iyomasa.

PROCESSOS DE ALTEAMENTO

As barragens de rejeitos ou resíduos, como as de Mariana e Brumadinho, são construídas com material resultante do processo de mineração (rejeito) ou industrial (resíduo). Em geral, a construção dessas barragens se inicia a partir de um aterro de solo argiloso e com filtros de areia. Essa é a chamada barragem inicial ou dique de partida.

Na sequência, o reservatório inicial é preenchido com o rejeito ou resíduo transportado por meio de tubulação com água. O lançamento do material no reservatório pode se dar via spigot (lançador de material) ou hidrociclone (o material particulado é depositado junto à barragem e a água é lançada mais afastada do barramento).

O alteamento sobre o dique de partida é feito para aumentar a capacidade de acumulação e é iniciado após o enchimento do reservatório inicial. O alteamento ocorre com o próprio rejeito ou resíduo. É possível fazer esse alteamento por meio de três processos: a montante, a jusante e linha central.

BARRAGENS DE ATERRO X BARRAGENS DE CONCRETO

A partir da definição do projeto executivo, os procedimentos técnicos construtivos devem ser cumpridos na íntegra
Wilson Shoji Iyomasa

As barragens de aterro com solo, com exceção das de rejeito e resíduo, e as barragens de concreto podem ser construídas para acumulação de água para usos diversos, como geração de energia, abastecimento público, lazer etc.

De modo geral, as barragens com solo são construídas em vales abertos (quando há grande distância entre margens) e são mais indicadas para serem construídas sobre terreno em solo. Já as barragens de concreto requerem fundações em maciço rochoso e costumam ser executadas em vales fechados. Do ponto de vista estrutural, as barragens de aterro com solo são mais flexíveis, ao contrário das de concreto, que são rígidas. Barragens como Itaipu e Ilha Solteira possuem trechos construídos com solo e trechos com concreto, como os vertedouros.

CONTROLE DE EXECUÇÃO

Independentemente de sua tipologia, todas as barragens demandam uma campanha de investigação do terreno minuciosa, bem como de ensaios nos materiais a serem empregados. Esse trabalho tem início ainda no projeto preliminar, passa pela etapa do projeto básico e vai até o projeto executivo.

“A campanha deve contemplar uma boa revisão bibliográfica da geologia, geomorfologia, geotecnia, localização de áreas de proteção ambiental, visita e mapeamento das áreas atingidas, complementadas por intensa campanha de sondagens e ensaios laboratoriais e de campo”, diz o diretor do IPT, lembrando que a cada etapa do projeto que se avança, a investigação do terreno e dos materiais deve ficar mais detalhada.

Todas as obras de engenharia possuem um determinado nível de risco, mas a instrumentação bem executada e o monitoramento sistemático e contínuo conseguem minimizá-lo
Wilson Shoji Iyomasa

Na etapa inicial da construção de barragens, é importante realizar a instrumentação preliminar e implantar um sistema de monitoramento dos instrumentos, associados com observações técnicas de campo. “A partir da definição do projeto executivo, os procedimentos técnicos construtivos devem ser cumpridos na íntegra. Caso haja necessidade de alterações no projeto, deve-se consultar o projetista”, enfatiza Iyomasa. Ele lembra que não há sistema de monitoramento que garanta a segurança total de uma barragem. “Todas as obras de engenharia possuem um determinado nível de risco, mas a instrumentação bem executada e o monitoramento sistemático e contínuo conseguem minimizá-lo.”

Embora a automação seja importantíssima no processo de monitoramento, ela requer a presença de um profissional experiente, capaz de tomar decisões em situações de anomalias. Para o geólogo, a atuação de um profissional experiente nessas situações pode evitar uma catástrofe ou, ao menos, reduzir o seu impacto.

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Colaboração técnica

: Wilson Shoji Iyomasa — Geólogo com mestrado em Geociências e Meio Ambiente e doutorado em Geotecnia pela Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. Atualmente é pesquisador e diretor do Centro de Tecnologia de Obras de Infraestrutura do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) do Estado de São Paulo e coordenador e professor do curso de Especialização do IPT.

Barragens de aterro podem ser seguras quando bem construídas e monitoradas