Análise de ruptura hipotética para barragens em cascata

Milena Cristina de Paula Carvalho; Luís Gustavo Vilela Silva; Eduardo Souza Cândido; Luisa de Moura Leão; Fátima Resende Luiz Fia; André Geraldo Cornélio Ribeiro

doi:10.36704/cipraxis.v19i34.8062

Autores

Milena Cristina de Paula Carvalho Universidade Federal de Lavras
Luís Gustavo Vilela Silva
Eduardo Souza Cândido UFLA
Luisa de Moura Leão
Fátima Resende Luiz Fia
André Geraldo Cornélio Ribeiro

DOI:

https://doi.org/10.36704/cipraxis.v19i34.8062

Palavras-chave:

Geotecnia ambiental, PAE, ZAS, Simulação, Envoltória de inundação

Resumo

Introdução: As barragens sempre tiveram grande importância no desenvolvimento das civilizações. Entretanto, apesar dos benefícios proporcionados, o rompimento de tais estruturas pode gerar consequências catastróficas. Diante desse cenário, surge a importância do estudo de ruptura hipotética, que avalia os potenciais impactos gerados pela ruptura de uma barragem.

Objetivo: Este artigo tem como objetivo elaborar um estudo de ruptura hipotética para duas barragens de terra para armazenamento de água dispostas em cascata, e delimitar a Zona de Autossalvamento a partir do mapa de inundação gerado.

Métodos: O hidrograma de ruptura foi criado a partir do software HEC-HMS e a envoltória de inundação foi gerada a partir do software HEC-RAS, baseada no modelo digital de elevação Alos Palsar, com resolução de 12,5 m. A Zona de Autossalvamento foi delimitada de acordo com a Lei nº 23.291/2019.

Resultados: A vazão máxima obtida para o cenário simulado foi de 15,7 m³/s. A envoltória de inundação abrangeu parte do Condomínio C, um trecho da Avenida L e as residências situadas à margem deste trecho.

Conclusão: Concluiu-se que, apesar de não atingir uma grande área, a onda de inundação abrange pontos de infraestrutura e residências familiares, impactando aproximadamente 50 pessoas, tendo capacidade para danificar veículos e apresentando perigo para crianças e idosos.

Referências

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO (ANA). Guia de orientação e formulários do Plano de Ação de Emergência - PAE. Brasília, 2016.

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO (ANA). Relatório de segurança de barragens 2020. Brasília, 2021.

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO (ANA). Resolução nº 121, de 9 de maio de 2022. Altera a Resolução ANA nº 236, de 30 de janeiro de 2017. Brasília, 2022.

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO (ANA). Ruptura de Barragem: manual e vídeo aulas – HEC-RAS 5.0.3. Brasília, 2018.

BALBI, D. A. F. Metodologias para a elaboração de planos de ações emergenciais para inundações induzidas por barragens. Estudo de Caso: Barragem de Peti-MG. 2008. Dissertação (Mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos) - Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2008. Disponível em: <http://hdl.handle.net/1843/REPA-7PUFXY>. Acesso em 28 jan. 2023.

BHARATH, A. et al. Dam break analysis using HEC-RAS and HEC-GeoRAS: A case study of Hidkal dam, Karnataka state, India. Environmental Challenges. v. 5, n. 100401, 2021. Disponível em: <https://doi.org/10.1016/j.envc.2021.100401>. Acesso em 28 jan. 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envc.2021.100401

BRASIL. Lei nº 12.334, de 20 de setembro de 2010. Estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens destinadas à acumulação de água para quaisquer usos, à disposição final ou temporária de rejeitos e à acumulação de resíduos industriais, cria o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens e altera a redação do art. 35 da Lei no 9.433, de 8 de janeiro de 1997, e do art. 4º da Lei no 9.984, de 17 de julho de 2000. Diário Oficial da União, Poder Executivo, Brasília, DF, de 20 de setembro de 2010. Disponível em: <https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12334.htm>. Acesso em 28 jan. 2023.

BRASIL. Lei nº 14.066, de 30 de setembro de 2020. Altera a Lei nº 12.334, de 20 de setembro de 2010, que estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB). Diário Oficial da União, Poder Executivo, Brasília, DF, de 30 de setembro de 2020. Disponível em: <https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_Ato2019-2022/2020/Lei/L14066.htm>. Acesso em: 28 jan. 2023.

CAMPOS, R. Proposta de uma metodologia para obtenção de parâmetros de brechas em rupturas de barragens em cascata utilizando modelagem física. 2020. Tese (doutorado) - Universidade Federal de Minas Gerais, Escola de Engenharia, Belo Horizonte, 2020. Disponível em: <https://repositorio.ufmg.br/handle/1843/46264>. Acesso em 28 jan. 2023.

COLLISCHONN, W; TUCCI, C. Análise do Rompimento da Barragem de Ernestina. RBRH. Porto Alegre, v. 2, n. 2, 191-206, 1997. Disponível em:< https://abrh.s3.sa-east-1.amazonaws.com/Sumarios/56/1fbd11d4bde7bb4c20f7ca506ed74d63_e8d2ce992f2878126a6ec20c894ae44b.pdf>. Acesso em 28 jan. 2023.

CONSELHO NACIONAL DE RECURSOS HÍDRICOS (CNRH). Resolução º 143, de 10 de julho de 2012. Estabelece critérios gerais de classificação de barragens por categoria de risco, dano potencial associado e pelo seu volume, em atendimento ao art. 7° da Lei n° 12.334, de 20 de setembro de 2010. Brasília, 2012.

Coordenadoria Estadual de Defesa Civil (CEDEC). Ofício Circular nº02, de 26 de junho de 2019. Belo Horizonte, 2019.

FABIANI, A. L. T. Contribuição ao estudo das ondas geradas pela ruptura de barragens. 1995. Dissertação (Mestrado em Engenharia Hidráulica) – Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 1995. Disponível em: <https://www.periodicos.ufpr.br/handle/1884/74153>. Acesso em 28 jan. 2023.

FARIA, F. et al. Metodologia para obtenção do hidrograma para simulação de ruptura de barragens. Revista Militar de Ciência e Tecnologia, Rio de Janeiro, v. 36, n. 3, p. 31-37, 2019. Disponível em: http://ebrevistas.eb.mil.br/CT/article/view/3246/2614. Acesso em 28 jan. 2023.

FERLA, Rute. Metodologia simplificada para análise de aspectos hidráulicos em rompimento de barragens. 2018. Dissertação (Mestrado em Recursos Hidráulicos e Saneamento Ambiental) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2018. Disponível em: <https://lume.ufrgs.br/handle/10183/180112>. Acesso em 28 jan. 2023.

FROEHLICH, D.C. Embankment dam breach parameters revisited. In: INTERNATIONAL WATER RESOURCES ENGINEERING CONFERENCE, 1, 1995, Texas. Proceedings… Nova York: ASCE, 1995. p. 887-891. Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/239964974_Embankment_dam_breach_parameters_revisited. Acesso em 28 jan. 2023.

FROEHLICH, D.C. Enhanced Predictions for Peak Outflow from Breached Embankment Dam. Journal of Hydrologic Engineering, v. 21, n. 11, p. 04016041-1 - 04016041-15. 2016. Disponível em: <https://ascelibrary.org/doi/epdf/10.1061/%28ASCE%29HE.1943-5584.0000288>. Acesso em 28 jan. 2023.

INSTITUTO MINEIRO DE GESTÃO DAS ÁGUAS (IGAM). Portaria nº02, de 26 de fevereiro de 2019. Dispõe sobre a regulamentação dos artigos 8°, 9°, 10, 11 e 12 da Lei n° 12.334, de 20 de setembro de 2010, que estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens – PNSB. Belo Horizonte, 2019.

LADEIRA, J. E. R. Avaliação de Segurança em Barragem de Terra, Sob o Cenário de Erosão Tubular Regressiva, por Métodos Probabilísticos. O Caso UHE – São Simão. 2007. Dissertação (Mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos). Escola de Engenharia. Universidade Federal de Minas Gerais. Belo Horizonte, 2007. Disponível em:< https://repositorio.ufmg.br/handle/1843/FRPC-78HHUG>. Acesso em 28 jan. 2023.

LIMA, R.P. et al. Assessment of digital terrain models in dam break simulation studies. Bulletin of Geodetic Sciences. v. 27, spe, 2021. Disponível em: <https://doi.org/10.1590/s1982-21702021000100005>. Acesso em 28 jan. 2023. DOI: https://doi.org/10.1590/s1982-21702021000100005

MASCARENHAS, F. C. B. Modelação Matemática de Ondas Provocadas por Ruptura de Barragens. 1990. Tese (Doutorado em Engenharia Civil). Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE). Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 1990. Disponível em:

<https://minerva.ufrj.br/F/?func=direct&doc_number=000171587&local_base=UFR01>. Acesso em 28 jan. 2023.

MINAS GERAIS. Lei nº 23.291, de 25 de fevereiro de 2019. Institui a Política Estadual de Segurança de Barragens. Diário do Executivo, Poder Legislativo, Belo Horizonte, MG, de 26 de fevereiro de 2019. Disponível em: <http://agendaambiental.com.br/Portal/Arquivos/iArquivos/LEI%20N%c2%ba%2023.291%20DE%2025%20DE%20FEVEREIRO%20DE%202019_1732.pdf>. Acesso em 28 jan. 2023.

MINISTÉRIO PÚBLICO DO ESTADO DE MINAS GERAIS (MPMG). Ata de reunião – Ref: TAC Dam Break. Belo Horizonte, 2020.

PAIVA, C. A.; FILHO, J. F. do P. Gestão empresarial de emergências: uma análise dos Planos de Ação Emergencial de barragens de alto dano potencial associado instaladas no município de Ouro Preto/MG. Gestão da Produção, Operações e Sistemas (GEPROS), Bauru, v. 15, n. 2, p. 111-134, 2020. Disponível em: <https://revista.feb.unesp.br/index.php/gepros/article/view/2451/pdf>. Acesso em 28 jan. 2023. DOI: https://doi.org/10.15675/gepros.v15i2.2451

RODRIGUES, B. O.; NASCIMENTO, N. Análise de Parâmetros em Modelagens de Rupturas de Barragens de Rejeito: Os casos de Mariana e Brumadinho. In: ENCONTRO NACIONAL DE DESASTRES, 2, 2020, online, Anais... Virtual: ABRH, 2020. Disponível em: < https://anais.abrhidro.org.br/job.php?Job=7307>. Acesso em 28 jan. 2023.

ROMANINI, A. Introdução ao projeto de barragens de terra. 1. ed. Sinop: Edição do autor, 2020.

ROSSI, C. et al. Dam-Break analysis: proposal of a simplified approach. Brazilian Journal of Water Resources. Porto Alegre, v. 26, n. 02, 1-15, 2021. Disponível em: < https://www.scielo.br/j/rbrh/a/8BnG3BNbncVgqYG7Sd3hGqF/?format=pdf&lang=en>. Acesso em 28 jan. 2023.

SMITH, G., DAVEY, E., COX, R. Flood hazard: WRL Technical Report 2014/07. Sydney: UNSW, 2014. Disponível em: < https://knowledge.aidr.org.au/media/2334/wrl-flood-hazard-techinical-report-september-2014.pdf>. Acesso em 28 jan. 2023.

TERCINI, O. T.; ANDREETTA, A. B.; JUNIOR, E. C. Estudos de Dam Break. In: ENCONTRO NACIONAL DE DESASTRES, 2, 2020, online, Anais... Virtual: ABRH, 2020. Disponível em: < https://anais.abrhidro.org.br/job.php?Job=7333>. Acesso em 28 jan. 2023.

VIANNA, L. F. V. Metodologias de análise de risco aplicadas em planos de ação de emergência de barragens: auxílio ao processo de tomada de decisão. 2015. Dissertação (Mestrado em Geotecnia e Transportes) – Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2015. Disponível em: <https://repositorio.ufmg.br/handle/1843/BUBD-A52MKQ>. Acesso em 28 jan. 2023.

VINAY K. et al. Dam break analysis and flood inundation mapping using HEC-RAS for piping failure. International Journal of Chemical Studies. v. 8, n. 5, p. 1989-1992, 2020. Disponível em: <10.22271/chemi.2020.v8.i5aa.10596>. Acesso em 28. jan. 2023. DOI: https://doi.org/10.22271/chemi.2020.v8.i5aa.10596

VISEU, T.; MARTINS, R. Safety Risks of Small Dams. In: BERGA, L. Dam Safety. ed. Rotterdam: Balkema, 1998. v. 1, p. 283-288.