wpeAA.jpg (90116 bytes)        BARRAGEM ORÓS

Barragem Presidente Juscelino Kubitschek de Oliveira

DESCRIÇÃO GERAL

       A barragem do Açude Orós está localizada no município de Orós, estado do Ceará, aproximadamente a 450 km de Fortaleza. Barra o rio Jaguaribe, uma das mais importantes bacias hidrográficas da região, drenando uma área de 25.000 km2.

       Tem como finalidades: perenização do rio Jaguaribe; irrigação do Médio e Baixo Jaguaribe; piscicultura; culturas agrícolas de áreas de montante; turismo e aproveitamento hidrelétrico.

       Foi projetada e construída pelo Departamento Nacional de Obras Contra as Secas - DNOCS, com a participação do consultor Engº Casemiro José  Munarski e do Laboratório Hidrotécnico Saturnino de Brito S.A.

       Desde os tempos do Império (século passado) e nas primeiras décadas da República, a barragem do Boqueirão do Orós era motivo de análise. Porém, somente nos primeiros anos da IOCS foi estudado e concluído o anteprojeto da barragem, destruído pelo fogo antes de sua execução, no incêndio de 1912. No ano seguinte, o engenheiro inglês  Louis Philips procedeu a sondagens iniciais no local, constatando a existência de um bolsão de material aluvionar situado no meio do boqueirão, com mais de 40 m de profundidade, impedindo o seu fechamento por uma barragem de eixo retilíneo entre as ombreiras. Propôs, como conclusão, ou uma barragem curvilínea para montante apoiada nas vertentes do boqueirão, ou uma barragem retilínea a jusante do mesmo. Sondagens posteriores mostraram que as bordas do bolsão alcançavam cerca de 200 m a jusante do eixo da garganta e a camada de sedimentos clássicos nele depositados superava os 80 m de espessura.

       Por ocasião da seca de 1919, o Governo Federal contratou a firma norte-americana Dwight P. Robinson & Co. para elaborar novo projeto e implementar a obra, Razões técnicas inviabilizaram a construção da barragem, que seria em alvenaria ciclópico, no local do boqueirão.

       Após a excepcional enchente de 1924, que extravasou o dique de desvio e destruiu parte de instalações e obras iniciadas, seguiram-se ordens de um corte drástico nas verbas da IFOCS, paralisando construções e serviços em andamento.

       A seca de 1932 provocou novo aporte de recursos federais e a equipe técnica da IFOCS, sob orientação do Engº Luiz Vieira, elaborou novos projetos, um para barragem de terra e outro para de concreto. A barragem, de um ou outro tipo, teria eixo retilíneo e se localizaria a jusante do boqueirão.

       Já em 1957, estudos litológicos e estruturais efetuados no local pelo Prof. Arthur W. Schneider, o resultado de novas sondagens, assim como a abundância de rocha, areia e argila nas proximidades, induziram o Prof. Casemiro José Munarski, consultor do DNOCS, a sugerir o projeto definitivo.

       Os técnicos do DNOCS elaboraram, então, dois anteprojetos para barragem em arco, com fundação sobre rocha: um em concreto gravidade e outro em maciço zoneado com argila, areia e enrocamento.

       Motivos de ordem econômica e a disponibilidade de equipamento procedente da barragem de Araras, recém-concluída, induziram à elaboração da segunda alternativa de projeto, ou seja, a construção de uma barragem de terra zoneada.

       Em outubro de 1958 foram escavadas as fundações, ficando prontas para receber o maciço previsto no projeto, tão logo cessassem as chuvas do ano seguinte.

       O Engº José Cândido Castro Parente Pessoa, Diretor Geral do DNOCS à época, então determinava: "para realizar a construção do Orós em ritmo econômico, esta obra precisa ser levantada até a cota do coroamento (cota 209) entre junho de 1959 e março de 1960." E completava: "tão logo seja atingida a cota 185, todo o equipamento disponível para perfuração será localizado na área do vertedouro."

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Fig. 2 - Reservatório

       Em 1960, equipamentos de terraplenagem trabalhavam 24 horas por dia. As chuvas que chegaram bastante tardias e fracas no início desse ano, intensificaram-se em março de maneira violenta e passaram a comprometer o maciço em construção, pois o túnel, previsto para tomada d'água, não dava vazão suficiente àquela cheia excepcional.

       A barragem ainda nem alcançava a cota 190 quando, com o recrudescimento das chuvas torrenciais, as águas começaram a lavar o maciço aos 17 minutos do dia 26 de março.

       Diversas soluções foram intentadas durante a iminência do transbordamento. Com o início da extravasão das águas, julgou-se mais recomendável controlar o acidente. Para tanto, iniciou-se a abertura de uma vala no maciço, por onde a água passou a fluir em catarata, erodindo seu próprio vertedouro até a fundação da barragem e levando seu coroamento.

       O desgaste do topo da barragem recoberto pelas águas foi pequeno, como limitada foi a erosão na fenda central, onde a correnteza formou um canal bem definido, de paredes quase verticais. Tinham sido destruídos 877.500 m3 do maciço que, na ocasião, já alcançara 2.000.000 m3.

       O bom desempenho na execução da obra fez com que, tão logo o tempo permitisse o início de sua reconstrução, fosse aproveitado, total e seguramente, o que restou da barragem, cujo coroamento foi atingido em novembro do mesmo ano, sendo inaugurada em 11 de janeiro de 1961 pelo então Presidente da República, Juscelino Kubitschek de Oliveira. E desde então, com quase 30 anos de existência, nenhum outro acidente tem-se a lastimar.

       Ainda inconclusos permanecem alguns serviços previstos para aproveitamento total da obra, como a instalação de comportas que dobrariam o atual volume do açude e a construção da usina hidrelétrica, alternativas no momento descartadas.

ARRANJO GERAL

       A barragem consiste de um maciço zoneado, com núcleo impermeável argiloso, seguindo-se para montante e para jusante seções de areia recobertas por espaldares de enrocamento.

       Em todo o seu desenvolvimento a barragem consiste de um aterro cuja crista está na cota 209, com a largura no coroamento de 10 m. O talude de montante é de 1V:2, 5H até a cota 180 e prossegue com 1 V:3H até a base. O talude de jusante é de 1 V:2H até a cota 180, sendo 1V:2,5H até o terreno natural. A barragem foi idealizada de forma a empregar materiais disponíveis, utilizando-se, porém, diferentes métodos de colocação no maciço.

       O material da zona 1  é impermeável e se trata de uma mistura de argila, silte e areia e algum pedregulho, espalhado e compactado em camadas de 15 cm por meio de rolos pé-de-carneiro. O material da zona 1 se estende entre o embasamento rochoso estabelecido para fins de projeto, da cota 155 à cota 208. Ocupa no topo praticamente toda a largura da pista e se estende com talude 1 V:1 H tanto para montante como para jusante, Assim, a espessura do material impermeável na base será mais de duas vezes a carga hidrostática, o que satisfaz ao critério geralmente estabelecido para a dimensão da seção impermeável neste tipo de barragem.

       O material da zona 2 é uma mistura de areia com alguns pedregulhos, obtido de escavação no leito do rio e de outras jazidas dos seu afluentes. Foi adensado em camadas de 30 cm pela passagem de rolos vibratórios.

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Fig. 3 - Seção transversal à barragem

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Fig. 4 - Curvas de pressão neutra

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Fig. 5 - Hidrograma de enchente

       Por fim, o material de enrocamento da zona 3 foi obtido da escavação do vertedouro e de pedreira, e lançado em camadas aproximadamente horizontais com cerca de 1 m de espessura.

       O vertedouro, projetado pelo Laboratório Saturnino de Brito, consta de uma soleira vertente de eixo curvo, dividida por 13 pilares construídos para suportar futuras comportas que elevariam para 4 bilhões de ml a sua capacidade de acumulação, opção atualmente afastada. O canal vertente, terminando por um salto de esqui, tem seção variável.

       A tomada d'água, situada na ombreira esquerda, é constituída por túnel circular, escavado em rocha e revestido por chapas de aço. A montante estão instaladas duas comportas acionadas por um sistema hidromecânico de elevação, a  jusante, o túnel se bifurca. Uma das saídas é controlada por uma válvula dispersara que assegura vazão regularizada para utilização pelas populações de jusante. A outra derivação destina-se à instalação de uma hidrelétrica.

       Da margem direita do reservatório, em direção ao Açude Lima Campos, parte um túnel destinado a complementar a água necessária para irrigar as terras férteis situadas a jusante dessa última barragem.

GEOLOGIA E GEOTECNIA

       No boqueirão de Orós, o rio Jaguaribe cortou um flanco de dobramento formado pelos xistos da série Ceará, Pré-cambriano. Neles destacam-se os quartzitos compactos, quartzitos xistosos e estaurolita-grafito-xisto granatíferos. De ambos os lados ocorrem migmatitos.

       O quartzito mergulha sob um ângulo de 46º, aproximadamente, em direção oposta à da corrente do Jaguaribe. Apresenta coloração clara e granulação média uniforme. As superfícies das juntas acham-se revestidas freqüentemente por finíssimas palhetas de mica dourada.

       A rocha passa gradualmente por tipos de intercalações micáceas com visível xistosidade. Observam-se numerosas disjunções que mereceram a devida atenção na execução da barragem, porque poderiam constituir caminhos para a fuga das águas.

       Desta maneira, e após a revisão das sondagens executadas, achou-se conveniente promover o tratamento por meio de injeções de cimento nas fundações e nas encostas da barragem.

       Para se conseguir maior eficiência das injeções, as perfurações tiveram uma declividade normal aos pianos das disjunções.

       Capeando todas as injeções, foi construída uma mureta de concreto levemente armado incrustada na rocha.

Materiais de construção

       Sobre as amostras de solos, foram realizados ensaios de laboratório para a identificação e determinação da resistência e da permeabilidade. Os resultados dos ensaios sobre os materiais impermeáveis permitiram avaliar a grandeza da pressão nos poros no período de construção, mostrando que ela é sensível a pequenas variações no teor de umidade. O valor da massa específica aparente do solo compactado foi estimado pela média das massas específicas aparentes secas e dos respectivos teores de umidade obtidos no laboratório. Assim, adotou-se para o material impermeável a massa específica aparente máxima de 1.820 k g/m3 e respectivo teor de umidade de 14,5%.

       Nas obras do DNOCS prefere-se trabalhar no ramo seco da curva de compactação, resultando para a massa específica aparente do solo seco de 1.795 kg /m3 para teor de umidade 1% menor do que a ótima e de 1.750 kg/m3 menos 2% do teor de umidade ótima. Baseando-se em experiência anterior com solos semelhantes aos encontrados nas investigações preliminares, achou-se favorável o estudo da correlação entre o teor de umidade no maciço de material impermeável e a pressão nos poros que seria gerada no período da construção.

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Fig. 6 - Curvas cota x área x volume

   Análise de Estabilidade

       As análises de estabilidade foram feitas pelo método sueco. Foram admitidas várias hipóteses nas avaliações. Os coeficientes de permeabilidade nas direções vertical e horizontal da zona impermeável foram calculados na razão de 1:4, nos casos de funcionamento normal de represamento e esvaziamento súbito. Adotou-se a hipótese de que o material da zona 1 é inteiramente impermeável, isto é, k = O durante o período da construção da obra. O material da zona 2 é permeável, bem como o da zona 3. Por sua vez, a fundação entre o pé de montante do enrocamento e o pé de jusante da zona 1 é impermeável e nas porções seguintes é permeável.

       A resistência ao cisalhamento dos solos e rochas foi obtida através de correlação entre o índice de vazios e a tangente do ângulo de atrito interno. Desta forma, selecionou-se para a massa específica aparente seca com menos de 1% da umidade ótima, índice de vazios de 0,459 e valor da tangente o igual a 0,6. No caso da areia o valor de tangente o selecionado foi igual a 0,65 e, da mesma forma, para o caso do enrocamento.

       A análise de estabilidade foi feita para os seguintes casos: - construção muito rápida com geração de pressão nos poços. Estudo do latitude de montante. Fator de Segurança igual a 1,54;

- talude de jusante, onde o corpo da barragem assenta sobre areia. Fator de Segurança igual a 1,85.

       Finalmente procurou-se analisar a influência do leito arenoso situado a jusante da zona 1, que ficará servindo de base para as zonas 2 e 3. Admitiu-se que o terreno de fundação arenosa possuísse a massa específica de 2.020 kg /m3 quando saturado e 1.020 kg /m3 , quando submerso, e o ângulo de atrito interno de 27º. Fator de Segurança igual a 1,85.

HIDROLOGIA

       O regime das chuvas foi obtido através dos dados das estações pluviométricas localizadas dentro da bacia hidrográfica, no período de 1912 a 1934. Para determinar as vazões de projeto, utilizaram-se dados limnimétricos e as fórmulas empíricas do Engº Francisco Aguiar.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

                AGUIAR, Francisco Gonçalves de. Estudo hidrométrico do Nordeste brasileiro (Excertos). B. Técnico. Fortaleza,                         DNOCS, 36 (2): 129 - 204, jul./dez, 1978.

                MACEDO, Maria Vilalba Alves de. Características físicas e técnicas dos açudes públicos do Estado do Ceará.

                Fortaleza, DNOCS, 1977. 132 p.

MUNARSKI, Casemiro José. Açude publico Orós; projeto da barragem de terra - verificação da                estabilidade. B. DNOCS, Rio de Janeiro, 20 (6): 159 - 65, nov. 1959.

                PESSOA, José Cândido Castro Parente. Revisão do Projeto do Açude Orós; (Memória). B. DNOCS, Rio de Janeiro, 21                     (7): 225 - 7, fev. 1960.

PINHEIRO, Luiz Carlos Martins. Orós: caso inédito? B.DNOCS, Rio de Janeiro, 21 (8): 269 - 91, maio 1960.

CARACTERISTICAS  TÉCNICAS

CAPACIDADE 2.100.000.000m³ LARGURA 180m
LOCALIZAÇÃO Icó-CE REVANCHE 9,56m
SISTEMA VOLUME DO CORTE 860.000m³
RIO Jaguaribe DESCARGA MÁXIMA PREVISTA 5.100m³/s
BACIA HIDROGRÁFICA 25.000m²

TOMADA D´ÁGUA

BACIA HIDRÁULICA 35.000ha SEÇÃO DO TÚNEL 22,10M²
CHUVA MÉDIA ANUAL 860 mm DIÂMETRO DO TÚNEL

5,35m

COEFICIENTE DE RENDIMENTO 7% COMPRIMENTO DO TÚNEL 260m
DESCARGA MÁXIMA 5.200m³/s TORRE

BARRAGEM

VOLUME DE CONCRETO 1.800m³
TIPO

Terra zoneada

ALTURA 43m
RAIO DE CURVATURA 160m

VÁLVULA

ALTURA MÁXIMA 54m TIPO Dispersora
LARGURA MÁXIMA DA BASE 278m EMPUXO MÁXIMO 87,50t
EXTENSÃO PELO COROAMENTO 670m VAZÃO MÍNIMO 16m³/s
LARGURA DO COROAMENTO 10m TEMPO DE FECHAMENTO 180s
VOLUME TOTAL DE TERRA

3.224.220M³

DIÂMETRO 1.500mm
VOLUME DE ENROCAMENTO 675.105m³ POTÊNCIA INSTAURÁVEL 38.000CV

VERTEDOURO

TIPO Superfície Livre