Integração de dados de monitoramento de estruturas antrópicas : estudo de caso : UHE Mauá

Abstract

Resumo: Dentro de uma ideia de multidisciplinaridade entre as Ciências Geodésicas e demais áreas, esta pesquisa segue as diretrizes da IAG para buscar a integração dos resultados obtidos no monitoramento de estruturas antrópicas com técnicas da Geodésia, da Geologia e da Engenharia Civil. Na Geodésia, o monitoramento decorre da combinação dos resultados dos métodos espaciais e terrestres de levantamentos tridimensionais. Na Engenharia Civil são utilizados medidores triortogonais para verificação de deslocamentos relativos. Na Geologia, sensores de fibra óptica são instalados na barragem e sismógrafos implantados na rede de monitoramento para verificação de subsidência e sismicidade. A partir do cálculo de coeficientes de correlação, avalia-se a influência destas variáveis, umas sobre as outras. Pretende-se, a partir da utilização de métodos distintos que podem ser aplicados na obtenção de dados necessários à auscultação geodésica de barragens, combinar e interpretar estes dados de modo a proporcionar ao destinatário final os resultados necessários à sua área de atuação, para o encaminhamento das providências que lhe são cabíveis. O estudo de caso é realizado na UHE Mauá e inova ao integrar monitoramento geológico e proveniente da engenharia civil, além de combinar técnicas GNSS e de levantamentos tridimensionais terrestres para a auscultação geodésica. Na avaliação da estabilidade da rede geodésica, verificam-se as diferenças estatísticas das coordenadas na época adotada como referência e na época do seu levantamento, dentro do grau de confiança de 95%. As tabelas que contêm as coordenadas dos pontos de monitoramento MSUs e MGEs (à jusante e à montante, respectivamente) revelam a diferença estatística das coordenadas ao longo do tempo, o que indica movimentação dos pontos monitorados. As elipses de erro apontam os maiores deslocamentos na região central da barragem em razão da susceptibilidade à pressão da água por causa da distância dos apoios ou ombreiras. Apesar da verificação de deslocamentos, isto não caracteriza, necessariamente, risco quanto à segurança da barragem. As movimentações ou deslocamentos podem ocorrer devido às variações térmicas decorrentes das estações do ano e em razão da variação do volume de água do reservatório. A avaliação dos deslocamentos depende da correlação entre estas variáveis, de acordo com o cruzamento de informações derivadas das diferentes áreas relacionadas, ou seja, da combinação entre as variáveis fornecidas pelo monitoramento geológico, geodésico e da engenharia civil. Palavras-chave: Monitoramento de Estrutura. Integração de dados. Geodésia. Engenharia Civil. Geologia. Levantamentos Tridimensionais.

Abstract: Within a multidisciplinary approach between Geodetic Sciences and other areas, this research follows the IAG guidelines aiming for the integration of results obtained in anthropogenic structures monitoring using Geodesy, Geology and Civil Engineering techniques. In Geodesy, the monitoring originates from the combination of results from spatial and terrestrial three-dimensional survey methods. In Civil Engineering, tri-orthogonal meters are used for relative displacements check. In Geology, fiber optic sensors are installed in the dam, while seismographs are deployed in the monitoring network to check for subsidence and seismicity. From the correlation coefficients calculation, it is possible to evaluate the influence of these variables on each other. The use of several methods available for obtaining the data required for geodesic auscultation of dams attempts to combine and interpret this data, in order to provide the final recipient with the necessary results for his area of operation, so that the applicable actions can be taken.The case study is conducted at Mauá Hydro Power Plant and innovates by integrating geological and civil engineering monitoring, while combining GNSS techniques and three-dimensional terrestrial surveys for the geodesic auscultation. In the geodetic network stability evaluation, statistical differences in the coordinates arise between the adopted reference time and survey time, with a confidence level of 95%. The tables containing the coordinates of the MSUs and MGEs monitoring points (upstream and downstream, respectively) show statistical difference in coordinates over time, which indicates movement of the monitored points. The error ellipses indicate major shifts occurring in the central region of the dam due to susceptibility to water pressure, caused by the distance of the supports or shoulder pads. Although displacements were detected, this does not necessarily characterize risk for the safety of the dam. The changes or shifts can occur due to temperature variations resulting from seasons, or due to variations of the reservoir water volume. The evaluation of the displacements depends on the correlation between these variables, according to the intersection information derived from different related areas, In other words, the combination of the variables supplied by geological, geodetic and civil engineering monitoring. Key words: Structures Monitoring. Data Integration. Geodesy. Geology. Civil Engineering