Proposta de abordagem simplificada para avaliação dos efeitos oriundos da ruptura de barragens

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Rossi, Carlo Lucca Coutinho Ungaretti
• Orientador(a): Marques, Marcelo Giulian
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Segurança de barragens; Ruptura de barragens; Hidrograma; Propagação de vazões; Modelos hidrodinâmicos; Modelo HEC-RAS; Onda de cheia
• Palavras-chave em Inglês: Dam’s safety; Dam-break; Flood wave; Simplified methods; Flood routing
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/211245

No Brasil, a Lei no 12.334 instituiu a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) e impôs a obrigatoriedade da elaboração de Planos de Ação Emergencial (PAE) para barragens que possuem um risco associado elevado ou médio. Este documento determina a identificação, de maneira precisa, dos possíveis efeitos da ruptura de uma barragem, demandando, assim, a utilização de dados de entrada com qualidade elevada, algo que nem sempre está disponível, de forma a aumentar o tempo para a execução e o custo deste tipo de estudo. Nesse sentido, as metodologias simplificadas para avaliação dos efeitos da ruptura surgem como uma alternativa para avaliação prévia, conforme indicado por diversas pesquisas, limitando assim a área de estudo e agilizando o processo. No entanto, na maioria dos casos, sabe-se que as limitações impostas as metodologias simplificadas foram avaliadas apenas para barragens de grande porte, levantando a questão quanto a sua aplicabilidade e precisão para barragens de pequeno e médio porte. Barragens estas que não se enquadram dentro da Lei no 12.334, mas que correspondem a maior parte das barragens existentes e que também podem ocasionar significativas perdas econômicas e de vidas. Dessa forma, a presente Dissertação tem como objetivo propor uma metodologia simplificada para análise dos efeitos da ruptura de barragens, que apresente uma boa indicação da área atingida, a partir de uma pequena quantidade de dados de entrada e que esteja a favor da segurança em estudos preliminares ou mesmo em estudos finais, quando o custo deste tipo de estudo fosse alto frente ao tamanho da obra. Para isso, foram realizadas simulações de ruptura de barragem, através da metodologia de propagação de hidrograma de ruptura simplificado, com o software HEC-RAS 1D para casos hipotéticos. Foram estudadas quatro alturas de barragens, variando entre 5 e 30 m, quatro volumes de reservatórios, variando entre 5 e 50 hm3, uma única forma de vale com declividade do perfil do rio igual a 0,001 m/m. A partir dos resultados das simulações, os comportamentos observados foram equacionados utilizando-se informações reduzidas e de fácil acesso, produzindo assim uma nova abordagem simplificada. Além disso, estudou-se a metodologia simplificada “Simplified Dambreak flood modeling” para avaliar os efeitos da ruptura. Para esta última foram sugeridos critérios e correções para que seu uso esteja a favor da segurança. Como última etapa, a abordagem desenvolvida e a outra metodologia simplificada avaliada foram testadas em um estudo de caso hipotético com uma barragem de 15 m de altura e 17 hm³ de volume no reservatório. Os resultados obtidos a partir do estudo de caso reiteram a aplicabilidade das metodologias simplificadas visto que estes foram relativamente próximos dos resultados obtidos através de simulações computacionais. Ressalta-se, por fim, que a presente Dissertação não tem a intenção de esgotar a análise de todos os parâmetros e metodologias utilizadas para avaliação dos efeitos da ruptura de barragens, mas, sim, de mostrar um caminho que se pode seguir neste tipo de pesquisa e que irá requerer mais análises e estudos de caso.