Definição de parâmetros de controle de uma barragem de terra através de análises estatísticas e avaliação de desempenho : estudo de caso da UHE Capivari-Cachoeira

Abstract

Resumo: A Usina Hidrelétrica Governador Pedro Viriato Parigot de Souza, constituída por uma barragem instrumentada de terra, está em operação desde a década de 1970. Apesar de estudos mostrarem que o maciço é estável, é importante o desenvolvimento de parâmetros de controle para o monitoramento e garantia da segurança da estrutura, dado que essa não era uma prática usual na época da construção do empreendimento. Portanto, o objetivo desse trabalho é estabelecer parâmetros de controle para a instrumentação da barragem através de análise estatística das séries históricas dos dados de instrumentação, e avaliação da estabilidade global do maciço considerando diversos cenários, relacionando-os com a instrumentação e fatores de segurança. As análises estatísticas dos dados foram realizadas para os medidores de recalque, piezômetros Casagrande, medidores de nível d'água e medidor de vazão, procurando, primeiramente, verificar a consistência dos dados e, na sequência, aplicar ferramentas estatísticas, como métodos de correlação de Pearson e box-plot, a fim de estabelecer os valores de controle. Os piezômetros e medidores de nível d'água foram associados aos níveis freáticos no interior do maciço, simulando diversos cenários e avaliando a estabilidade da estrutura através de ferramentas computacionais, correlacionando as análises e medidas dos instrumentos a fatores de segurança. Ao final das análises foi possível estabelecer os parâmetros de controle para a instrumentação, auxiliando na tomada de decisão sobre a segurança da barragem.

Abstract: The Governador Pedro Viriato Parigot de Souza Hydroelectric Power Plant, consisting of an instrumented earthen dam, is in operation since the 1970s. Although some studies show that the mass is stable, it is important to develop control parameters for monitoring and ensuring the safety of the structure, since this was not a practice at the time of construction of the project. Therefore, the aim of this work is to establish control parameters for the dam's instrumentation through statistical analysis of historical series of instrumentation data and to evaluate the overall stability of the body of the dam, considering several scenarios, relating them to the instrumentation and safety factors. Statistical analyzes of data were made for the settlement gauges (settlement measuring device) Casagrande piezometers, water level gauges and flow meter, first trying to verify data consistency and further applying statistical tools, with methods such as Pearson correlation and box-plot, in order to establish control values. The piezometers and water level gauges were associated with groundwater levels within the body of the dam, simulating various scenarios and evaluating the stability of the structure by computational tools, correlating analysis and measures of the instruments to safety factors. At the end of the analysis it was possible to establish the parameters for the control and instrumentation, helping in decision making about dam's safety.