De barragens em furnas



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Comitê Brasileiro de Barragens

XXVI Seminário Nacional de Grandes Barragens

Goiânia – GO, 11 a 15 de Abril de 2005

T.95 A22


A PRÁTICA DA AUSCULTAÇÃO PARA A SEGURANÇA

DE BARRAGENS EM FURNAS
Taylor Castro OLIVEIRA
Engenheiro – Furnas Centrais Elétricas S.A.
Íris Moreira de FREITAS
Técnica Especializada – Furnas Centrais Elétricas S.A.
João Luiz ARMELIN
Engenheiro – Furnas Centrais Elétricas S.A.
Cláudia Henrique de CASTRO
Engenheira, M.Sc. – Furnas Centrais Elétricas S.A.

RESUMO
Os modelos teóricos de análise do comportamento de barragens e estruturas associadas dependem fundamentalmente da confiabilidade dos dados com os quais esses modelos são alimentados. Por outro lado, esta confiabilidade advém da garantia do perfeito funcionamento e operação dos instrumentos que compõem o sistema de monitoramento. Essa garantia somente é obtida através de uma adequada e sistematizada manutenção, assim como da formação e reciclagem dos quadros especializados. Neste sentido os autores enfocam a prática atualmente implementada por FURNAS no conjunto de seus empreendimentos de geração de energia e visualizam as próximas etapas a serem alcançadas no futuro próximo, segundo sua própria ótica.

ABSTRACT
Theoretical models for the analysis of the behavior of dams and coupled structures depend, mainly, on the reliability of the data used. On the other hand such reliability comes from the assurance of the perfect work and operation of the transducers that make up the whole monitoring system. This assurance is reached only by means of an adequate and systematized maintenance of the monitoring system and the training of specialized personnel. In such way, the authors have focused on the current practice implemented by FURNAS in order to monitor its power generation system, and also visualize the next steps to be met in the near future, according to its own understanding.



  1. INTRODUÇÃO

A sistemática do controle da segurança de barragens e estruturas associadas de Furnas Centrais Elétricas S.A. vem se renovando e se atualizando em busca de maior eficiência e garantia da qualidade do funcionamento e da operação segura dos empreendimentos de geração energética da Empresa. A ação coordenada entre os departamentos de diferentes diretorias, com base no planejamento das atividades é fundamental para o eficiente desempenho da atividade de segurança estrutural e operacional desses empreendimentos. Esse é o enfoque que motivou a elaboração do presente artigo técnico. Não são apresentados novos fundamentos ou conceitos que já não sejam do conhecimento dos profissionais da área, mas sim a forma e as estratégias para a implantação e da continuidade, na prática da atuação profissional no dia a dia.





  1. A SISTEMÁTICA DA SEGURANÇA DE BARRAGENS EM FURNAS

A atividade de segurança de barragens no Brasil é carente de uma regulamentação que garanta o seu adequado exercício e que permita ainda uma uniformização, em todo o território nacional, do tratamento do controle da segurança das barragens e que as ações implementadas sejam de caráter preventivo, com o mínimo risco de comprometimentos sociais, econômicos e ambientais [1]. Não obstante, as grandes concessionárias estatais de energia, entre elas FURNAS, sempre deram a devida importância a essa atividade, cada uma a seu modo, implementando suas próprias sistemáticas de controle da segurança, em geral inspiradas na experiência internacional de entidades como a Tennessee Valley Authority – TVA, o Laboratório Nacional de Engenharia Civil – LNEC de Portugal e a International Commission on Large Dams – ICOLD, representada no Brasil pelo Comitê Brasileiro de Barragens – CBDB, entre outras. Essas sistemáticas devem ser atualizadas, adaptando-se às exigências inerentes à responsabilidade social do presente e do futuro.


FURNAS dispõe de uma sistemática de segurança de barragens que vem sendo aprimorada gradativamente para atender seu parque gerador de energia constituído por 12 usinas, sendo 10 hidrelétricas e 2 termelétricas, localizadas nas regiões sudeste e centro-oeste do Brasil, conforme apresentado na Tabela 1.
A partir de 2003, a Empresa vem implementando ações concretas de modernização e reestruturação dessa sistemática através da interação entre diferentes departamentos e diretorias, capitaneadas pela presidência. Essa interação pode ser ilustrada, na visão dos autores, como na Figura 1.


Usina Hidrelétrica, UHE; Aproveitamento Múltiplo, APM; Usina Termelétrica, UTE

Localização

Rio – Município-Estado (sigla)



Tipo de Barragem

Altura Máxima

Início de Operação

UHE Funil [2]

Rio Paraíba do Sul – Itatiaia-RJ

Abóbada de concreto com dupla curvatura

85 m

1969

Barragem Auxiliar de Nhangapi – Solo compactado

49,5 m

UHE Furnas [3]

Rio Grande – São José da Barra-MG

Barragem de enrocamento com núcleo de argila. Estruturas de concreto na ombreira esquerda

127 m

1963

Barragem Auxiliar de Piumhi – Solo compactado

37m

UHE Mascarenhas de Moraes

Rio Grande – Ibiraci MG

Arco de concreto central e estruturas de concreto gravidade

72 m

1956

UHE L.C. Barreto [3]

Rio Grande – Pedregulho-SP

Barragem de enrocamento com núcleo de argila. Estruturas de concreto nas ombreiras

92 m

1969

UHE Porto Colômbia [2]

Rio Grande – Guaíra-MG/SP

Barragens das Margens Esquerda e Direita em solo compactado. Estruturas de concreto gravidade

40 m

1973

UHE Marimbondo [2]

Rio Grande – Icém-SP/MG

Barragens das Margens Esquerda e Direita em solo compactado. Estruturas de concreto gravidade

94 m

1975

UHE Itumbiara [2]

Rio Paranaíba –Araporã-MG/GO

Barragens das Margens Esquerda e Direita em solo compactado. Estruturas de concreto gravidade

106 m

1980

UHE Corumbá [2]

Rio Corumbá – Caldas Novas-GO

Barragem de enrocamento com núcleo de argila. Estruturas de concreto na ombreira direita

90 m

1997

UHE Serra da Mesa [4]

Rio Tocantins – Minaçu GO

Barragem de enrocamento com núcleo de argila. Vertedouro na ombreira direita e Casa de Força subterrânea à esquerda

154 m

1998

Dique 1 - Aterro de argila compactada

27 m

Dique 2 - Aterro de argila compactada

8 m

APM Manso [5]

Rio Manso – Chapada dos Guimarães-MT

Barragem do Leito do Rio de enrocamento com núcleo de random. Barragens das Margens Esquerda e Direita de seção zonada em random. Estruturas de concreto gravidade no centro

73 m

2000

Dique 1 - Enrocamento

8 m

Dique 2 - Solo compactado

12 m

Dique 3 – Random com núcleo argiloso

16 m

Dique 4 – Random compactado

4 m

Dique 5 - Enrocamento com núcleo argiloso

9 m

Dique 6 - Enrocamento com núcleo argiloso

8 m

Dique 7 - Enrocamento com núcleo argiloso

8 m

UTE Santa Cruz [3]

Estado RJ

Usina Termelétrica

-

1967

UTE Campos [3]

Estado RJ

Usina Termelétrica

-

1968

TABELA 1: Empreendimentos em Operação do Sistema FURNAS.

FIGURA 1: Ação Interdepartamental.


No enfoque gerencial cada Usina é vista como o Cliente e os demais departamentos são prestadores de serviço com atribuições específicas, no que tange à atividade de segurança estrutural dos empreendimentos, interagindo no sentido de melhor exercê-la. Assim, o Departamento de Engenharia Civil, DEC, situado na sede da Empresa, coordena as ações integradas dos demais departamentos junto às Usinas. Os Departamentos de Geração, DGA, DGB e DGE, localizados territorialmente em função da logística de apoio às diversas Usinas, gerenciam a execução da manutenção, conservação e modernização. O Departamento de Apoio e Controle Técnico, DCT, estrategicamente localizado na região central do País, em Aparecida de Goiânia-GO, possui os meios, equipamentos e mão de obra qualificada necessários ao controle tecnológico.



  1. A ESTRUTURAÇÃO DA ATIVIDADE NO ÂMBITO DO DEPARTAMENTO DE APOIO E CONTROLE TÉCNICO

O Departamento de Apoio e Controle Técnico executa pesquisas e pratica o controle tecnológico dos materiais de construção, investigações de campo, ensaios de laboratório, análises físico-químicas e mineralógicas dos materiais, calibração de instrumentos e dispositivos de medida, inspeções e avaliações, e a modernização de sistemas de monitoramento.

3.1. Equipes E Serviços Efetuados - Gerenciamento
Para atender a demanda de cada empreendimento, cuja localização geográfica é dispersa, foi criado o setor de Instrumentação e Auscultação para Segurança de Barragens e Estruturas, agrupando profissionais especializados e mão-de-obra qualificada nas atividades de avaliação operacional, manutenção de instrumentos e de terminais de leitura, ensaios de verificação de funcionamento, instalação e operação de instrumentos, assim como no monitoramento geodésico.
Os profissionais exercem suas atividades junto aos diversos empreendimentos, gerenciados a partir da sede do departamento em Aparecida de Goiânia, de acordo com um levantamento geral das necessidades que gera uma programação inicial. A esta programação são acrescentadas as solicitações oriundas das inspeções visuais efetuadas por equipes multidisciplinares de outros departamentos, que ocorrem com expressiva freqüência. Para o perfeito desempenho dessas atividades, a equipe conta com o indispensável apoio logístico da divisão administrativa do próprio departamento, complementado pelos departamentos de geração regionalizados.



    1. . Planejamento e Programação dos Serviços

A coordenação das atividades é complexa e requer uma logística e um eficiente planejamento integrado com os demais departamentos, resultando em uma programação de serviços anual básica que é ajustada periodicamente para atender às prioridades estabelecidas em comum acordo. O controle dos cronogramas físico e financeiro é fundamental para a execução dos serviços de modo que não haja falhas no atendimento às demandas dos diversos empreendimentos.





    1. . Busca da Qualidade – Certificação da Atividade

No ano de 2004 o recém-criado setor de Instrumentação e Auscultação para Segurança de Barragens e Estruturas, aceitando o desafio da alta gerência e apoiado pela gerência da qualidade, empreendeu uma verdadeira maratona em busca da certificação ISO 9001, a qual resultou na ampliação do escopo da certificação do Departamento de Apoio e Controle Técnico com a inclusão dessa atividade.


A referida maratona consistiu de avaliações operacionais, calibrações dos dispositivos de medida, manutenção e padronização dos terminais de leitura e dos acessos aos instrumentos de auscultação das estruturas civis de todos os empreendimentos. Nesse período foram elaborados 76 procedimentos, sendo 28 de instalação, 25 de operação e 23 de manutenção, além do sistema operacional, os quais passaram a fazer parte do Sistema da Qualidade do departamento.



    1. . Avaliação Operacional da Instrumentação

Denominou-se avaliação operacional a um tipo de inspeção efetuada por técnico especializado e pelo leiturista com a finalidade específica de verificar o estado de conservação e as condições de operação dos instrumentos e seus terminais de leitura, bem como dos acessos aos locais instrumentados e aos locais de inspeção periódica, para programar a manutenção corretiva dos mesmos.


Nessa avaliação são verificados diversos itens, tais como: o funcionamento dos instrumentos, sua identificação, pintura, limpeza e conservação; o funcionamento das caixas de proteção e nichos; o funcionamento de válvulas e registros; os terminais de leitura e painéis de instrumentação hidráulica e pneumática; a oxidação dos bornes e fixação dos terminais de instrumentos elétricos; a limpeza e conservação de acessos; as placas de orientação dos acessos aos instrumentos; a iluminação e ventilação dos locais instrumentados; a verificação das fichas de controle das calibrações dos aparelhos de leitura e das folhas de campo de registro das leituras e seu arquivamento para posterior e eventual confirmação de dados.

São também inspecionadas as regiões ao longo da barragem e demais estruturas inclusive as regiões próximas de jusante, as ombreiras e o talude de montante.

Todas as observações são registradas e complementadas com fotos e croquis, caso necessário, resultando em um relatório de campo que servirá de base para a programação da referida manutenção.
Uma segunda avaliação operacional, efetuada após a execução dos serviços de manutenção, consiste na inspeção para verificação das pendências ou não conformidades com o objetivo de corrigi-las e então é emitido um relatório final com o registro dessas atividades.



    1. . Manutenção e Padronização

Com base no relatório de avaliação operacional é efetuado o levantamento das necessidades básicas e a logística da manutenção dos terminais de leitura e dos acessos aos locais instrumentados, nas barragens de solo e enrocamento assim como nas galerias internas às estruturas de concreto. Isso inclui a aquisição de materiais, peças de reposição, placas de identificação, materiais de construção, veículos, equipamentos e o dimensionamento da equipe para a realização da manutenção no prazo estabelecido.


Em função do porte da manutenção faz-se necessária uma contratação de serviços de terceiros, o que é gerenciado pelo departamento de geração responsável pelo empreendimento.
Na manutenção dos terminais de leitura dos instrumentos procura-se, na medida do possível, manter uma padronização para todos os empreendimentos. A identificação dos instrumentos é feita de acordo com a padronização estabelecida pelo Departamento de Engenharia Civil, que gerencia o banco de dados através de software próprio.
Nas Figuras 2 a 4 são apresentadas fotos obtidas durante a manutenção dos instrumentos e seus terminais de leitura nas usinas de Funil e Itumbiara.

FIGURA 2: Terminal de Leitura de Instrumentos na UHE Funil.



FIGURA 3: Terminais de Piezômetros na Barragem de Itumbiara.


FIGURA 4: Piezômetro com Etiqueta de Calibração do Manômetro na Galeria de Drenagem da UHE Funil.





    1. . Avaliação Operacional e Manutenção dos Drenos das Estruturas.

Em paralelo aos serviços de avaliação operacional e manutenção dos terminais de instrumentos é feita a avaliação operacional do sistema de drenagem nas galerias das estruturas de concreto e ou rocha pelo setor de geologia do Departamento de Apoio e Controle Técnico. Esse setor dispõe de equipe especializada na execução de ensaios de verificação do funcionamento e da eficiência dos drenos e de sua conseqüente manutenção.


A manutenção do sistema de drenagem consiste na retirada de carbonatação e lavagem dos furos seguida de ensaios de perda d’água e da reposição dos terminais de leitura de vazão de cada dreno. Em alguns casos faz-se necessário o repasse dos furos utilizando sonda rotativa com coroa diamantada ou ainda a perfuração de drenos adicionais para a melhoria da eficiência do sistema, após análise de comportamento feita em conjunto pelos Departamentos de Engenharia e de Apoio e Controle Técnico.



    1. . Calibração

A calibração de todos os vasilhames e aparelhos de leitura utilizados na operação dos instrumentos em todas as usinas é feita com periodicidade pré-estabelecida. Os serviços são efetuados pelos técnicos especializados do setor de Metrologia do Departamento de Apoio e Controle Técnico, credenciado pela Rede Brasileira de Calibração.


Em geral as calibrações são efetuadas no laboratório de metrologia, sediado em Aparecida de Goiânia, entretanto, para evitar que o monitoramento seja interrompido por muito tempo, devido à remoção dos instrumentos de medida, a equipe técnica da Metrologia desloca-se para as usinas levando os padrões de calibração adequados a alguns tipos de instrumentos.
As calibrações dos aparelhos elétricos e eletrônicos de leitura e dos cronômetros são efetuadas no Centro Técnico de Ensaios e Medições, localizado junto à Usina de Furnas e os aparelhos de leitura de topografia são enviados para calibração em laboratórios credenciados externos, sob a coordenação do setor de Metrologia.



  1. TREINAMENTO E RECICLAGEM

É do conhecimento dos profissionais da área que os cursos de formação de mão de obra especializada em instrumentação e auscultação de barragens não fazem parte dos currículos de escolas técnicas, cabendo às empresas concessionárias e proprietárias de barragens a responsabilidade de desenvolver programas de treinamento com foco na qualificação de profissionais para suprir suas necessidades.


O fato de não se dispor de profissionais qualificados no mercado de trabalho, com perfil diferenciado, leva à grande preocupação com a formação de novos quadros com a devida sensibilidade e a responsabilidade que a segurança de barragens exige.
FURNAS dispõe de uma política de capacitação de mão de obra com intensa oferta de treinamentos e reciclagem de conhecimentos para seus colaboradores, fazendo com que todos tenham uma melhor visão do trabalho que executam. A afinidade de cada parceiro integrante de equipes de trabalho com cada uma das suas atividades de campo é de crucial importância.
De um modo geral, os treinamentos são ministrados para grupos com poucos participantes, visando uma melhor absorção dos conteúdos em salas especiais de treinamentos nas dependências do Departamento ou nas Unidades de operação. Outros treinamentos são ministrados nas frentes de trabalho, como “treinamento no trabalho”, onde o conhecimento é transferido passo a passo ensinando-se cada atividade em treinamento ou reciclagem.
Os treinamentos, geralmente, são ministrados por profissionais do próprio departamento e abrangem as mais variadas disciplinas necessárias ao bom entendimento das atividades de instrumentação e auscultação, tais como: introdução ao conhecimento de geologia e geotecnia, introdução à mecânica dos solos, instrumentação de controle de subpressões, tensões totais e deslocamentos, tecnologia do concreto, metrologia, etc. Para outros treinamentos são contratados instrutores externos.



  1. CONCLUSÃO - SÍNTESE E PERSPECTIVAS

A prática da atividade de segurança de barragens exercitada no campo em cada empreendimento requer ações integradas e sistematizadas. Seu sucesso reside no planejamento eficaz, na aplicação de recursos humanos capacitados, suporte logístico e aporte financeiro adequados, sem contar a busca incessante da qualidade.

A renovação da sistemática e o investimento em treinamento dos quadros profissionais são fundamentais para o eficiente desempenho da atividade de segurança estrutural e operacional dos empreendimentos. Este artigo buscou apresentar ao meio técnico a forma de atuação de FURNAS, em particular do seu Departamento de Apoio e Controle Técnico do qual os autores fazem parte, na atividade voltada para a segurança estrutural de seus empreendimentos, esperando de alguma forma contribuir para a discussão do tema, sempre atual e nunca exaurido.
Do envolvimento do corpo gerencial de FURNAS e da motivação dos profissionais envolvidos com a segurança de barragens e outras estruturas deduz-se que novos desafios serão enfrentados no futuro imediato, dando continuidade às ações implementadas até o presente.



  1. AGRADECIMENTO

Os autores agradecem a FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S.A. por possibilitar a elaboração e a divulgação deste artigo e às equipes de profissionais que, direta ou indiretamente, estão envolvidos com a atividade instrumentação e auscultação para a segurança de barragens.





  1. PALAVRAS-CHAVE

Auscultação. Instrumentação. Segurança de Barragens. Manutenção.





  1. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] PACELLI DE ANDRADE, W.; BITTENCOURT, R.M.; PALOCCI, A (2000) – “Diretrizes para a Implantação e Operacionalização de um Sistema de Observação de Barragens em Construção, Operação e Desativadas” 29p – FURNAS, Departamento de Apoio e Controle Técnico – Relatório interno, Goiânia.


[2] CBDB, COMISSÃO DE REGISTRO DE BARRAGENS, (1999) – “Registro Nacional de Barragens” CD – XXIII Seminário Nacional de Grandes Barragens, Belo Horizonte.
[3] WEBFURNAS (2005) – “Parque Gerador”– FURNAS, Institucional – Home Page, Internet.
[4] CAPRONI JÚNIOR, N.; BUONOMO DE PINHO, L.A.; COUTINHO, A.G.; MOURA, J.C. (1999) – “AHE de São Félix – Usina de Serra da Mesa – Relatório Gerencial Final” 309p – Relatório interno, Minaçu.
[5] FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS (2002) – “Aproveitamento Múltiplo Manso – Memória técnica” 1072p – Publicação de Furnas Centrais Elétricas S.A., Rio de Janeiro.


XXVI Seminário Nacional de Grandes Barragens


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