Barragem de gravidade - Gravity dam

Willow Creek Dam em Oregon , uma barragem de gravidade de concreto compactado a rolo

Uma barragem de gravidade é uma barragem construída em concreto ou alvenaria de pedra e projetada para reter a água usando apenas o peso do material e sua resistência contra a fundação para se opor à pressão horizontal da água empurrando contra ela. As barragens de gravidade são projetadas de forma que cada seção da barragem seja estável e independente de qualquer outra seção da barragem.

Características

As barragens de gravidade geralmente requerem fundações de rocha rígida de alta resistência (levemente intemperizada para fresca), embora em casos raros, elas tenham sido construídas sobre fundações de solo. A resistência do rolamento da fundação limita a posição permitida da força resultante , influenciando a estabilidade geral. Além disso, a natureza rígida da estrutura da barragem de gravidade é implacável para o assentamento diferencial da fundação, que pode induzir a rachaduras na estrutura da barragem.

As barragens de gravidade oferecem algumas vantagens sobre as barragens de aterro , a principal vantagem é que podem tolerar pequenos fluxos de transbordamento sem danos, uma vez que o concreto é resistente à abrasão. Grandes fluxos excessivos ainda são um problema, pois podem destruir as fundações se não forem levados em consideração no projeto. Uma desvantagem das barragens de gravidade é que, devido à sua grande pegada, elas são suscetíveis a pressões de elevação que atuam como uma força desestabilizadora. As pressões de elevação (flutuabilidade) podem ser reduzidas por sistemas de drenagem internos e de fundação. Durante a construção, o concreto solidificado produz uma reação exotérmica. Esse calor expande o concreto plástico e pode levar várias décadas para esfriar. Durante o resfriamento, o concreto fica rígido e suscetível a rachaduras. É tarefa do designer garantir que isso não ocorra.

Projeto

As barragens de gravidade são construídas cortando primeiro uma grande parte do terreno em uma seção de um rio, permitindo que a água preencha o espaço e seja armazenada. Uma vez que a terra foi cortada, o solo deve ser testado para garantir que possa suportar o peso da barragem e da água. É importante ter certeza de que o solo não sofrerá erosão com o tempo, o que permitiria que a água abrisse caminho ao redor ou sob a barragem. Às vezes, o solo é suficiente para atingir esses objetivos; no entanto, outras vezes, requer condicionamento com a adição de pedras de suporte que aumentam o peso da barragem e da água. Existem três testes diferentes que podem ser feitos para determinar a força de suporte da fundação: as abordagens Westergaard, Euleriana e Lagrangiana. Uma vez que a fundação esteja adequada para construir, a construção da barragem pode começar. Normalmente as barragens de gravidade são construídas com um material forte, como concreto ou blocos de pedra, e são construídas em uma forma triangular para fornecer o máximo de suporte.

Classificações

A classificação mais comum de barragens de gravidade é pelos materiais que compõem a estrutura:

Barragens compostas são uma combinação de barragens de concreto e de aterro . Os materiais de construção de barragens compostas são os mesmos usados ​​para barragens de concreto e de aterro.

As barragens de gravidade podem ser classificadas por plano (forma):

  • A maioria das barragens de gravidade são retas ( Grand Coulee Dam ).
  • Algumas barragens de alvenaria e de gravidade de concreto têm o eixo da barragem curvo ( Shasta Dam , Cheesman Dam ) para adicionar estabilidade por meio de ação de arco.

As barragens de gravidade podem ser classificadas em relação à sua altura estrutural:

  • Baixo, até 30 metros.
  • Médio alto, entre 100 e 300 pés.
  • Alto, mais de 300 pés.

Terremotos e ecossistemas

As barragens de gravidade são construídas para resistir a alguns dos terremotos mais fortes . Embora a fundação de uma barragem de gravidade seja construída para suportar o peso da barragem e de toda a água, ela é bastante flexível, pois absorve uma grande quantidade de energia e a envia para a crosta terrestre. Ele precisa ser capaz de absorver a energia de um terremoto porque, se a barragem rompesse, uma grande quantidade de água correria rio abaixo e destruiria tudo em seu caminho. Os terremotos são o maior perigo para as barragens de gravidade e é por isso que, todos os anos e após cada grande terremoto, eles devem ser testados quanto a rachaduras, durabilidade e resistência. Embora se espere que as barragens de gravidade durem de 50 a 150 anos, elas precisam ser mantidas e substituídas regularmente.

Outro problema com barragens de gravidade envolve os ecossistemas. Como o fluxo e a quantidade de água mudam quando uma barragem é construída, geralmente tem um impacto na área da barragem e tudo mais depois. Se a água que normalmente flui duas semanas por ano em uma área agora está fluindo constantemente, uma nova vida começará a viver e crescer ali. Da mesma forma, se você cortar a água para algum lugar que tenha fluxo de água o ano todo, as coisas vão começar a morrer. Muitos ambientalistas têm problemas com barragens por causa de seus efeitos sobre o meio ambiente.

Referências

Bibliografia

  • Kollgaardand, EB; Chadwick, WL (1988). Desenvolvimento da Engenharia de Barragens nos Estados Unidos . Comitê dos EUA da Comissão Internacional de Grandes Barragens.
  • Barragens dos Estados Unidos - exibição pictórica de barragens de referência . Denver, Colorado: US Society on Dams. 2013