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 – 20 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 – 24 h

  Ensaio de Adensamento: procedimentos, parâmetros de compressibilidade, tensão de pré-adensamento, coeficientes de adensamento e permeabilidade. Ensaios de Cisalhamento (Triaxiais e DSS) Monotônicos e Cíclicos: procedimentos, trajetórias de tensões, parâmetros de resistência drenados e não-drenados, parâmetros deformabilidade, ensaios cíclicos com tensão controlada e deformação controlada e razão de resistência cíclica. Ensaio SPT: procedimentos, correção de energia e nível de tensão, definição do perfil geológico-geotécnico e uso de correlações para estimativa de parâmetros. Ensaio CPTu: procedimentos, parâmetros normalizados, classificação Soil Behavior Type (SBT), interpretação do comportamento dos solos, classificação dos materiais e 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, índice de fragilidade. Ensaios Pressiométrico e Dilatométrico: parâmetros de deformabilidade e tensões in situ. Apresentação dos conceitos de Teoria do Estado Crítico. Integração dos resultados dos ensaios, limitações e aplicação na modelagem e análise geotécnica (modelos de Cam Clay e Hiperbólico) e introdução à avaliação da suscetibilidade à liquefação estática.

• 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 – 24 h

  Estabilidade de Taludes: formulação geral de equilíbrio limite, estudo 2D de estabilidade por equilíbrio limite, configurações iniciais, parâmetros de resistência, superfície piezométrica, técnica de busca manual e automática da superfície potencial, formato e otimização da superfície crítica, avaliação do fator de segurança (FS) 2D, aplicação de sobrecarga, trinca de tração, análise pseudoestática, análise probabilística, estudo 3D de estabilidade por equilíbrio limite, formatos da superfície de ruptura 3D, extrusão de seção 2D, métodos de busca manual e automática da superfície potencial, superfície piezométrica, configurações básicas e avaliação do FS 3D. Estabilidade e Percolação em Barragens: método dos elementos finitos, estudo 2D de fluxo, análise em regime permanente e transiente de uma barragem de terra, modelo de material saturado e não saturado, configuração dos parâmetros hidráulicos, malha de elementos finitos, condições de contorno, interpretação dos resultados, análise de estabilidade ao final de construção, operação e rebaixamento rápido, análise drenada e não drenada. Pilhas de Rejeitos: estudo 2D tensão-deformação em elementos finitos, modelos constitutivos (linear elástico, Mohr-Coulomb e Hardening Soil), simulação de ensaios triaxiais, condições de contorno, superfície piezométrica, simulação da construção em etapas, estudo 2D de fluxo, análise transiente com interação terra-clima, estudo 2D de estabilidade por equilíbrio limite, análise drenada e não drenada, FS ignorando e contemplando sucção, estabilidade com análise de tensão, estabilidade por redução da resistência em elementos finitos, interpretação dos resultados. Barragens de Rejeitos: estudo 2D tensão-deformação em elementos finitos, modelos constitutivos (Mohr-Coulomb, Hardening Soil e NorSand), malha de elementos finitos, condições de contorno, simulação da construção da barragem em etapas e interpretação dos resultados.

• 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

  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.

• Segurança e Legislação – 24 h

  Contextualização da segurança de barragens no Brasil e no mundo, incluindo barragens de mineração e de acumulação de água. Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB), marcos regulatórios e legislação aplicável, com destaque para normas da ANM e do setor elétrico. Normas técnicas e guias de boas práticas. Classificação de barragens quanto ao risco e dano potencial associado. Inspeções de segurança: tipos, periodicidade, responsabilidades técnicas e elaboração de listas de verificação. Diretrizes regulatórias para monitoramento e exigências associadas à segurança operacional segurança operacional. Planos de Segurança de Barragens (PSB): estrutura, requisitos legais e integração com inspeção, monitoramento e gestão de riscos. Declaração de Condição de Estabilidade (DCE) e responsabilidades técnicas.Planos de Ação de Emergência (PAE): requisitos, elaboração e aplicação. Manual de operação, controle e manutenção. Análise de acidentes e incidentes com foco em aspectos técnicos e conformidade regulatória.

• Governança, Boas Práticas e Tomada de Decisão - 24h

  Governança técnica e gerencial, aplicada a barragens e estruturas de disposição de rejeitos. Adoção de boas práticas, GISTM, TDMS e Certificações Internacionais GTMI. Linhas de defesa, papéis e interfaces entre Conselho, Executivo Responsável, RTFE/RTER, EoR/EdR, revisão independente, ITRB/ITRC, operação, corporativo, risco de negócio, complaince e conformidade. Integração entre base de conhecimentos, monitoramento, análise de risco, controles críticos, ALARP, tolerabilidade, credibilidade/concebilidade, apetite a risco para priorização de ações, atendimento legal e tomada de decisão. Gestão de mudanças, rastreabilidade e registro das decisões, níveis de revisão ao longo do ciclo de vida da estrutura. Cultura de segurança, fatores humanos e organizacionais, comunicação e reporte para diretoria e c-level, reguladores e comunidades. Análise de estudos de casos reais e lições aprendidas.

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