Metodologia para avaliação da perda de massa em barragem de concreto compactado com rolo (CCR)

Abstract

Resumo: A necessidade energética do país vem aumentando com o crescimento econômico e, conseqüentemente, o número de novas unidades geradoras vem crescendo para atender a demanda. O Brasil é um país rico em recursos hídricos, sendo a geração hidrelétrica a mais utilizada. A tecnologia atual deconstrução de novas barragens é a de concreto compactado com rolo por serum processo rápido e relativamente econômico frente a outros materiais. Manter estas estruturas em bom estado, garantindo uma vida útil mais longa é o objetivo de profissionais de projeto, construção e manutenção civil. Ataques químicos são as principais causas de degradação das estruturas de concreto, sendo a lixiviação por percolação ou fluxo de água a responsável por danos em barragens com evidente perda de massa. Neste contexto, a presente dissertação visa o estudo dos meios de degradação de uma barragem de concreto compactado com rolo, considerando os materiais constituintes, sob o ponto de vista da perda de massa. O objeto do estudo é a barragem da Usina Hidrelétrica Derivação do Rio Jordão, UHE DRJ, situada a 5 km a montante da foz, entre os municípios de Reserva do Iguaçu e Foz do Jordão, no estado do Paraná. A barragem, construída em concreto compactado com rolo, está há mais de 10 anos em operação. A técnica de avaliação consiste em coletar amostras de água do reservatório bem como em vários pontos no interior da barragem (medidores de vazão, drenos de cortina, junta e fundação). A água coletada foi analisada nos parâmetros de dureza, sólidos (totais, dissolvidos e suspensos), metais (ferro, alumínio esilício), cátions (cálcio, magnésio, sódio e potássio), ânions (fluoretos,cloretos, nitratos, nitritos, sulfatos, brometos e fosfatos) e demais propriedades físico-químicas (pH, condutividade, alcalinidade à fenolftaleína, alcalinidade total e turbidez). Como resultado pode-se observar que os cátions que mais contribuíram para o processo de perda de massa foram os íons sódio e potássio mostrando que podem ser provenientes da dissolução dos agregados artificiais utilizados, os plagioclásios, seguidos de outros componentes da pasta, tais como os íons silício, cálcio, magnésio, alumínio e ferro. Os íons sulfatos foram encontrados em maior concentração pela análise dos ânions, podendo ser resultante dos agregados artificiais contidos na estrutura ou da fase gipsita e de outros sulfatos adicionados ao cimento.O uso desta técnica mostrou ser um bom indicador para a análise da perda de massa em estruturas de barragens submetidas à infiltração de água.

Abstract: The energetic demand of the country has been increasing in view of its economical growth, therefore new power generating units have been underconstruction so as to fulfill its energy needs. Brazil is a country rich inhydraulic resources and there of has hydraulic plants as the main source of electric power generation. The most recent technology applied in the construction of new dams has been the roller compacted concrete for being aspeedy process and relatively economical amongst other types of material. Maintaining the structures of this type in adequate conditions along with an extended life span is the objective of professionals related to the project, construction and civil maintenance. Chemical atack is the main degrading cause on concrete structures, being the leaching by percolation or water flowthe agent responsible for damages on dams bringing about evident mass losses. Within this context, the present dissertation focuses on the study of the degrading means upon roller compacted concrete dams, taking into account the composing materials, under the view point of mass loss. The object of this study is the dam of Usina Hidreletrica Derivacao do Rio Jordao,UHE DRJ, (Rio do Jordao Diversion Hydro-Power Plant), located 5km upstream the mouth, between the municipalities of Reserva do Iguaçu and Foz do Jordao, in the State of Paraná. The dam was roller compacted builtand has been in operation for over 10 years. The evaluation technique consists in collecting samples of the reservoir water as well as from the inside of the dam (flow meters, curtain drains, joints and foundation). The collected water is analyzed on the parameters of hardness, solids (dissolved and suspended totals), metals (iron, aluminum and silicon), cations (calcium,magnesium, sodium and potassium), anions (fluoride, chloride, nitrate, nitrite,sulfate, bromide and phosphate), and other physical-chemical properties (pH, conductivity, alkalinity to phenolphthalein, alkalinity total and turbidity). As a result, it can be noted that cations that mostly contributed for the mass loss process were the sodium and potassium ions , indicating that that it might be originated from the dissolution of artificial aggregates used, the plagioclase, followed by other elements of the compound such as the ions of silicon,calcium, magnesium, aluminum, and iron. The ionic sulfates were found ingreater concentrations by the analysis of anions, which might have derived from the artificial aggregates in the structure or from the gypsum phase and other sulfates added into the cement. The application of this technique has shown to be a good indicator for analyzing mass losses in dam structures subjected to water infiltration.