Medidas distribuídas de fibra óptica para o monitoramento de vazões em barragens de terra : estudo laboratorial aplicado ao caso da UHE Colíder

Abstract

Resumo: A infiltração através de estruturas hidráulicas e de terra representa um risco substancial de danos, incluindo a ruptura da barragem devido à erosão interna regressiva. A utilização de cabos de fibra óptica estendidos ao longo da estrutura permite monitorar de maneira abrangente a área coberta por este instrumento de controle, não se limitando a verificações pontuais. Dado o ineditismo desta ferramenta e da importância que representa para aterros em solos, a COPEL GeT em parceria com os Institutos Lactec, está desenvolvendo um Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento P&D intitulado Monitoramento de Obras de Terra através de Fibras Ópticas. A proposta contempla a instalação de mais de 6 km de fibra óptica num trecho de 500 metros, instalada no filtro vertical e tapete drenante horizontal da barragem margem esquerda e leito do rio da UHE Colíder. O presente trabalho busca, a partir de ensaios de laboratório realizados numa célula de pressão, reconhecer a fibra óptica como uma opção para o monitoramento das variações de fluxo na barragem de Colíder. A utilização de cabos de fibra óptica, diferente do sistema de monitoramento convencional se coloca como um novo tipo de sensor possibilitando além da avaliação, a quantificação distribuída do fluxo de água interno no maciço de uma barragem de terra. A avaliação da representatividade e significado das variações lidas na temperatura em campo está sendo realizada a partir do desenvolvimento de funções que relacionam variação de temperatura com variação da velocidade de fluxo. Palavras-chave: fibra óptica, modelo de laboratório, análise de percolação.

Abstract: Infiltration through hydraulic and earth structures represents a substantial risk of damage, including dam rupture due to regressive internal erosion. The use of fiber optic cables extended throughout the structure allows a comprehensive monitoring of the area covered by this control instrument, not limited to spot checks. Given the novelty of this tool and the importance it represents for landfills, COPEL GeT in partnership with the Lactec Institutes is developing an R&D Research and Development Project entitled Monitoring of Earthworks through Optical Fibers. The proposal includes the installation of a little more than 6 km of optical fiber in a 500 meter stretch, installed in the vertical filter and horizontal drainage of the left bank dam and river bed of the Colider HPP. The present work seeks, from laboratory tests carried out in a pressure cell, to recognize the optical fiber as an option for the monitoring of flow variations in the Colider dam. The use of fiber optic cables, unlike the conventional monitoring system, is introduced as a new type of sensor, allowing in addition to the evaluation, the distributed quantification of the internal water flow in the mass of an earth dam. The evaluation of the representativeness and significance of the variations read in the temperature in the field is being carried out from the development of functions that relate variation of temperature with variation of the flow velocity. Key words: fiber optics, laboratory model, percolation analysis.