ENGENHARIA DE BARRAGENS E PILHAS

DISCIPLINAS 

MÓDULO ONLINE
Encontros ao vivo realizados pela plataforma digital (Canvas/Microsoft Teams), seguindo os dias e horários previstos para o curso.

• Mecânica dos Solos Aplicada – 40 h

  Caracterização: índices físicos (teor de umidade, porosidade, índice de vazios, densidade relativa dos grãos, compacidade relativa, grau de saturação). Classificação: análise granulométrica, escalas granulométricas; argilominerais, limites de consistência; sistemas de classificação. Tensões: geostáticas e induzidas, círculo de Mohr, tensões em solos não saturados. Permeabilidade e Percolação: lei de Darcy, ensaios para determinação da permeabilidade; forças de percolação, tensões no solo submetidos à percolação, gradiente crítico, filtros de proteção; redes de fluxo, meios anisotrópicos. Adensamento: fundamentos, história de tensões, ensaio de adensamento, amostragem; coeficiente de adensamento; adensamento secundário; métodos de aceleração. Resistência ao cisalhamento: critério de Mohr-Coulomb; trajetória de tensões; comportamento drenado e não-drenado. Ensaios de Resistência ao Cisalhamento: ensaio de cisalhamento direto; triaxiais drenados e não drenados; de palheta. Compactação: ensaios Proctor; curva e energia de compactação; controle de compactação.

• Geologia de Engenharia Aplicada – 32 h

  Introdução à Geologia de Engenharia. Rochas: gênese, classificação, características e propriedades geotécnicas. Maciços Rochosos: estruturas tectônicas e atectônicas, descontinuidades. Projeções estereográficas. Classificações de maciços rochosos. Solos: formação e desenvolvimento. Propriedades das rochas aplicadas à Engenharia, resistência e deformação de maciços rochosos. Investigação do subsolo. Cartografia Geotécnica: mapas geológicos e geotécnicos. Propriedades das rochas – ensaios de laboratório e in situ de materiais consolidados. Estabilidade das fundações de barragens em rochas.

• Hidrologia de Barragens – 32 h

  A hidrologia como ciência e como tecnologia. Aspectos históricos da hidrologia. Ciclo hidrológico e balanço hídrico na escala da bacia hidrográfica. Medição de variáveis hidrológicas. Processos hidrológicos na escala da bacia hidrográfica: Vapor d’água e umidade atmosférica. Precipitação, evaporação e evapotranspiração. Intercepção, infiltração, armazenamento de água no solo e escoamento na zona não saturada. Armazenamento superficial, escoamento superficial. Modelagem Hidrológica. Regularização de Vazão. Hidráulica de estruturas de controle: vertedores, comportas, dissipadores de energia. Hidráulica Básica. Propagação de cheias. Ruptura Hipotética de Barragens. Hidrologia em um mundo em transformação: Mudanças Climáticas e Previsão de Vazões.

• Métodos Geofísicos em Geotecnia – 24 h

  Principais métodos geofísicos aplicados a Barragens de Terra e Pilhas. Introdução aos métodos geofísicos e conceitos gerais. Métodos Elétricos: Caminhamento Elétrico (CE); Principais Arranjos de Eletrodos; Potencial Espontâneo (SP); Controle de Qualidade dos dados; Interpretação dos dados. Ground Penetrating Radar (GPR): Ground Penetrating Radar; Principais Equipamentos e Antenas; Controle de Qualidade dos dados; Interpretação dos dados. Métodos Sísmicos: Sísmica de refração; Principais Equipamentos e Fontes; Controle de Qualidade dos Dados; Interpretação dos Dados.

• Interpretação de Ensaios Geotécnicos – 28 h

  Ensaio de Adensamento: procedimentos, parâmetros de compressibilidade, tensão de pré-adensamento, coeficiente de adensamento primário e secundário, permeabilidade, parâmetros de deformação. Ensaios Triaxiais Monotônicos e Cíclicos: procedimentos, trajetórias de tensões, elaboração de gráficos e interpretação dos resultados, parâmetros de resistência drenados e não-drenados, parâmetros de deformação drenados, determinação da razão de resistência cíclica. Ensaios DDS Monotônico e Cíclico: procedimentos, elaboração de gráficos e interpretação dos resultados, parâmetros de resistência drenados e não-drenados, módulo cisalhante, ensaios cíclicos com tensão controlada e deformação controlada, razão de resistência cíclica. Ensaio SPT: procedimentos, correção de energia, correção do nível de tensão, perfil geológico-geotécnico, nível d’água, uso de correlações para estimativa de parâmetros. Ensaio CPTu: procedimentos, parâmetros normalizados (resistência de ponta e atrito lateral), gráfico Soil Behavior Type (SBT), índice SBT, classificação dos materiais, uso de correlações para estimativa de parâmetros geotécnicos. Ensaio de Palheta (Vane test): procedimentos, considerações para ensaios em rejeitos, resistência não-drenada de pico e residual, sensibilidade, fator Nkt, resistência não-drenada corrigida, índice de fragilidade. Pressiométrico: procedimentos, módulo pressiométrico, módulo cisalhante, tensão horizontal in situ, pressão inicial de cavidade e pressão limite de expansão, avaliação da expansão de cavidade, uso de correlações para estimativa de parâmetros. Dilatométrico: procedimentos, módulo dilatométrico, índice de material, índice de tensão horizontal. Uso de correlações para indicação do tipo de solo e parâmetros.

• Estruturas de Barramento – 28 h

  Generalidades e definições gerais. Tipos, seções típicas e finalidades de barragens. Regras gerais para a definição do tipo de barragem. Acidentes em barragens. Princípios de projeto de barragens. Projeto geotécnico de barragens na engenharia civil e na mineração. Problemas geotécnicos das fundações de barragens. Tratamento de fundação de barragens. Evolução das barragens. Projeto de sistemas de controle da percolação (filtros) pelo aterro e pelas fundações de barragens de terra. Compactação de materiais finos e de materiais granulares. Análise de estabilidade e avaliação da segurança de barragens. Barragens de terra. Barragens de enrocamento com núcleo de solo compactado. Barragens de enrocamento com face de concreto. Minimização de riscos das barragens. Gerenciamento de reservatórios. Inspeção de barragens. Estudo de casos.

• Sistemas de Disposição de Rejeitos e Estéreis – 28 h

  Introdução e Conceitos da mineração. Produção e Geração de estéreis e rejeitos na mineração. Planejamento e planos de disposição de estéreis e rejeitos. Disposição de Estéreis: projetos, construção e operação. Disposição de Rejeitos: projetos, construção e operação. Governança e gestão de Sistemas de Disposição de Rejeitos e Estéreis. Metodologias Alternativas para Sistemas de Disposição de Rejeitos e Estéreis. Introdução e conceitos em geossintéticos aplicados à mineração. Sistemas de Impermeabilização para Contenção de Rejeitos e Estéreis Contaminantes. Descomissionamento de pilhas e barragens na mineração. Descaracterização de barragens da mineração.

• Modelagem Computacional Geotécnica – 28 h

  Estabilidade de Taludes - Estudo de estabilidade por equilíbrio limite, configurações do modelo computacional, parâmetros dos materiais, linha piezométrica, métodos de busca manual e automático da superfície potencial, avaliação do fator de segurança (FS), aplicação de sobrecarga, trinca de tração, análise pseudoestática, análise probabilística. Estudo 3D por equilíbrio limite, formatos da superfície de ruptura, tipos de geometria, extrusão de seção 2D, superfície freática, configuração de colunas e malha, avaliação do FS. Estabilidade e Percolação em Barragens - Estudo de fluxo em elementos finitos, análise em regime permanente e transiente de uma barragem de terra, configuração dos materiais (parâmetros de fluxo, curvas características, funções hidráulicas, materiais saturados e não saturados), malha de elementos finitos, condições de contorno, interpretação dos resultados. Análise de estabilidade ao final de construção, operação e rebaixamento rápido, envoltória bilinear, análise drenada e não drenada. Barragens de Rejeitos - Estudo fluxo em elementos finitos, condições de contorno. Estudo tensão-deformação em elementos finitos, simulação do processo construtivo da barragem, avaliação dos resultados. Estudo de estabilidade, critérios de resistência, análises de estabilidade (drenada, não drenada, liquefeita e pseudoestática). Pilhas de Rejeitos/Estéreis - Estudo de fluxo saturado e não saturado em elementos finitos, interação solo-clima, condições de contorno. Estudo tensão-deformação em elementos finitos, simulação do processo construtivo da pilha, avaliação dos resultados. Estudo de estabilidade (drenada, não drenada).

• Instrumentação e Monitoramento – 24 h

  Segurança da Obra. Plano de Instrumentação. Objetivo. Limitações. Escolha dos Instrumentos. Instrumentos de Monitoramento de Barragens de Terra, Enrocamento e Taludes Rochosos: Medidores de Vazão, Medidor de Nível d'Água, Piezômetros, Célula de Tensão Total, Medidores de Recalques Internos, Medidores de Deslocamentos Superficiais, Inclinômetros e Extensômetros de Hastes. Instrumentos de Monitoramento de Subpressão e Deformações em Fundações de Estruturas de Concreto: Drenos e Vertedores de Vazão, Piezômetros, Extensômetros de Hastes, Medidores Triortogonais, Bases de Alongâmetro e Pêndulos. Realização das Leituras. Análise dos Dados. Identificação de Anomalias. Níveis de controle dos Instrumentos.

• Análise de Risco – 24 h

  Conceitos iniciais de Risco. Perigos (fontes de risco) internos e externos. Modos de Falha de barragens de terra/enrocamento/rejeitos e de barragens de concreto. Métodos de Análises de Riscos aplicados a barragens. Métodos qualitativos: métodos de Índices e Matrizes de Risco, FMEA/FMECA (Failure Mode and Effect Analysis) e PFMA (Potential Failure Modes Analysis). Métodos quantitativos: Análises Probabilísticas (FOSM, Pontos de Estimativa e Simulação de Monte Carlo), Análise de Árvores de Eventos (Event Tree Analysis - ETA); Análise de Árvore de Falhas (Fault Tree Analysis - FTA). Quantificação de Probabilidades. Aplicabilidade dos métodos. Avaliação de Riscos. Critérios de aceitabilidade e tolerabilidade de Riscos. ALARP. Tratamento de Riscos e Gestão de Riscos.

• Segurança e Legislação – 24 h

  Contextualização das Barragens no Brasil e no Mundo. Aspectos Básicos da Segurança das Barragens. Normas, Prescrições Legais e Guias de boas práticas. Acidentes e Incidentes em Barragens. Inspeções de Barragens. Elaboração de check list de inspeção. Casos Práticos. Manual de Controle e Operação de Barragens. Acompanhamento e Monitoramento de Barragens. Planos de Segurança de Barragens. Planos de Ações Emergenciais. Casos Práticos.

• Humanidades – 12 h

  O ser humano, o processo de humanização e o conceito de pessoa. Desafios contemporâneos e o lugar da religião e da espiritualidade. Autonomia e heteronomia na sociedade atual. Princípios éticos e ética profissional.

MÓDULO EAD
Conteúdos em vídeo disponibilizados no ambiente Canvas para você assistir quando quiser, dentro do período da disciplina. As atividades avaliativas são liberadas semanalmente, sempre às segundas-feiras, e devem ser enviadas até a segunda-feira seguinte (total de 4 atividades).

• Disciplina Optativa