wpe58.jpg (40741 bytes)  AÇUDE CALDEIRÃO

DESCRIÇÃO GERAL

       A barragem do Açude Caldeirão está localizada no município de Piripiri, estado do Piauí, a cerca de 180 km da capital, no local denominado "Lagoa", situado a 9 km da sede do município. Barra o rio Caldeirão, afluente do rio dos Matos, pertencente ao sistema hidrográfico do rio Parnaíba.

       O acesso ao local pode ser feito a partir de Teresina e Fortaleza, pela BR-222 até a localidade de Piripiri, onde se situa a barragem.

       O Açude Caldeirão tem como finalidade básica a regularização do rio de mesmo nome, garantindo a irrigação das férteis várzeas da região, que se tornava inabitável nos períodos de seca, tal como se verificou em 1900, 1908, 19159 1919, 1927 e 1932.

       No local barrado a área drenada na bacia hidrográfica do rio Caldeirão é de 220 km² e o volume acumulado no reservatório é de 54.600.000 m³ , regularizando uma vazão de 2,16 m³/s . A capacidade de irrigação do reservatório é de 1.400 ha em anos de pluviosidade média e de cerca de 700 ha em anos secos.

       Os estudos do Açude Caldeirão, considerando-se os trabalhos de campo e escritório, foram elaborados pela Comissão do Piauí, no período de agosto de 1933 a julho de 1936, quando foi iniciada a elaboração dos desenhos do Projeto Executivo, concluídos por volta de julho de 1937 pela Seção Técnica da Inspetoria Federal de Obras Contra as Secas (IFOCS), antiga denominação do DNOCS.

 HIDROLOGIA

       Estando a bacia hidrográfica localizada entre os postos de Piripiri e Pedro l, a chuva média foi tomada pela média precipitada nestes postos para um período de 22 anos de observação, A seguir, foi admitido como válido um coeficiente de escoamento correspondente a 20% da chuva precipitada e calculado o volume afluente na bacia. O volume armazenável foi obtido considerando-se, para as perdas por evaporação ano a ano, valores baseados em observações levadas a efeito no Açude Cedro e as possibilidades de acumulação estabelecidas topograficamente pela bacia hidráulica.

       A cheia máxima foi determinada utilizando a fórmula de Ryves. Os parâmetros principais foram determinados, chegando-se aos valores abaixo indicados (Fig. 2).

CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS

 Área da bacia                                  220km²

Comprimento do talvegue                      36km

Pluviometria média anual                  1.500mm

Coeficiente de escoamento                    20%

Volume afluente                            54 x 10m³

Cheia máxima                                  195m³/s

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Fig. 2 - Curvas cota x área x volume

 GEOLOGIA

       A geologia da área da barragem Caldeirão é composta por sedimentos da formação Cabeças, entrecortados por intrusões de diabásio. A formação Cabeças na área é essencialmente caracterizada por arenitos finos, que apresentam sua estrutura sedimentar com estratificações cruzadas e planas.

       O local do maciço é caracterizado por um arenito alterado, friável e medianamente fraturado, com fraturas abertas e indícios de percolação, e pela rara presença de depósitos aluvionares, representados por uma delgada camada de areia siltosa, de granulometria bastante fina (Fig. 3).

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Fig.3 - Perfil longitudinal pelo eixo

       Após o enchimento do reservatório, fez-se necessário um tratamento na fundação, com injeções de calda de cimento, em face de infiltração através das fraturas existentes no substrato arenítico, conforme descrito em detalhe no item Desempenho.

ARRANJO GERAL

       A disposição geral das estruturas inclui a barragem de terra fechando o vale, com 746 m de comprimento de crista, o vertedouro situado na ombreira direita, imediatamente após o final da barragem, e a tomada d'água em torre, cujo conduto se situa sob a barragem, na ombreira esquerda (Fig. 4).

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Fig. 4 - Arranjo geral

BARRAGEM

        A barragem Caldeirão, com altura máxima de 22, l 0 m , é constituída de um maciço de terra com enrocamento a jusante, a partir da berma situada na cota 94,00, revestido com pedra argamassadas. Durante a construção foi incorporada uma cortina de concreto armado 15,00 m a montante do eixo da barragem, engastada de 1,5 m a 2 m na rocha, entre as estacas 49 e 61 (trecho da ombreira esquerda até a cota do terreno natural em torno de l 00,00), portanto, com 120 m de comprimento. No trecho restante, e no mesmo alinhamento, previu-se a execução de um muro de chicana de cerca de 2 m de altura, mais um engaste de 0,70 m em rocha. A união entre a cortina e o muro da chicana é feita através do engastamento de 1 m.

       O talude de montante é de lV:2H do coroamento até atingir a cota 99,50; lV:2,5H daí até a cota 94,00, e, finalmente, l V:3H desta última cota para baixo. O talude de jusante tem a declividade única de lV:2H interrompida, porém, nas cotas 99,50 e 94,00, pelas valas e banquetes pluviais. O talude de montante é totalmente revestido de pedra rejuntada com argamassa de cimento, e o de jusante contém uma rede de drenagem externa composta de valetas, poços, valas e banquetes (Fig. 5).

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Fig.5 - Seção transversal da barragem - atual

       A barragem Caldeirão está assente em grande parte sobre rocha e contém um "cut-off" de alvenaria argamassadas, destinado a evitar possíveis infiltrações no contato entre o maciço e a rocha de fundação.

       O material silico-argiloso utilizado no maciço da barragem foi proveniente de jazida localizada na ombreira esquerda da mesma.

VERTEDOURO

       Situado na ombreira direita, o vertedouro, do tipo soleira espessa, possui soleira na cota 102,00 e foi escavado em rocha com 60 m de largura. Com lâmina de 1,50 m, descarrega uma vazão de 195 m³/s , determinada pela fórmula de Ryves para um coeficiente de 6,37.

TOMADA D'ÁGUA

       A tomada d'água está localizada na ombreira esquerda, sendo composta de uma galeria de descarga, de 46,65 m de extensão e declividade de 0,00041 , uma torre de manobra e um passadiço de acesso à torre. A galeria é constituída de uma seção útil de 15 m x 15 m e foi projetada para trabalhar como conduto livre. Entre a galeria e a torre foi previsto um tubo cilíndrico, a montante, com 0,50 m de diâmetro e 0,80 m de comprimento. A torre, com 16 m de altura, está situada na extremidade de montante e contém uma, uma porta circular de 0,50 m, com respectiva aparelhagem de manobra. O acesso da barragem à torre é feito por intermédio de passadiço, com 1,20 m de largura útil e 20,40 m de extensão total (dois vãos de 10,20 m) (Fig. 6).

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Fig. 6 - Seção da tomada d´água

CONSTRUÇÃO

       Os trabalhos de construção foram iniciados em 01 de abril de 1937 e concluídos em meados de 1945, por administração direta do DNOCS. Durante a execução da obra, problemas não determinados levaram à modificação do projeto. Além da introdução dos muros de concreto referidos no item Arranjo Geral, foi adotada uma seção com enrocamento a jusante a partir da berma situada na cota 94,00, revestida com pedra argamassadas, eliminando-se as manilhas anteriormente existentes abaixo da referida berma, sendo os demais detalhes construtivos preservados.

       Durante a construção da obra, foi executado um vertedouro provisório na cota 94,64. A lâmina máxima deste vertedouro ocorreu em 1945, atingindo 2,20 m quando o espelho d'água encontrava-se na cota 96,84.

DESEMPENHO

       Em janeiro de 1956 a barragem Caldeirão apresentou depressões no talude de montante, ocorridas devido ao uso do revestimento de pedra argamassadas como material protetor. No mesmo período surgiram indícios de fugas com carregamento de material, o que constituiu o maior problema da barragem. Em agosto de 1956, a empresa Cementation Brasil S.A. Engenharia Geral foi autorizada a proceder a exames técnicos, com o objetivo de fazer cessar as infiltrações da barragem, onde, até o final do ano, já haviam sido localizadas cinco surgências em pontos diferentes e com altos valores de fuga. Existem referências sobre reparos na barragem, feitos em dezembro daquele ano.

       Durante todo o ano de 1957 há registros de permanência das perdas sem quaisquer medidas aparentes de contenção. Em abril daquele ano, por exemplo, foi registrada uma vazão de fuga de 20 l/s na última surgência detectada.

       Em 1957 o Engº Casemiro Munarski elaborou um relatório que tratava dos problemas de surgência, referindo-se a um grande solapamento no corpo da barragem em torno da estaca 32. Tal situação foi sanada, segundo Munarski, através de um sistema de filtros invertidos". Novas evidências do fenômeno surgiram em lugares mais próximos ao encontro da ombreira esquerda, com a situação ficando "dia-a-dia mais crítica a ponto de se temer a ruptura geral do corpo da barragem". Fez-se então a remoção da parte atingida a jusante, seguindo-se medidas que consistiram na abertura de duas valetas a montante da barragem, isolando-se o muro de pé da saia em torno da estaca 34.

       O descobrimento da fundação naquele local revelou um arenito superficialmente pouco alterado notando-se, em profundidade, a presença de pianos de estratificação com juntas de material alterado".

       A percolação d'água por este material foi facilitada, porque o muro não havia sido suficientemente engastado, dando mostras de um orifício por onde a água se infiltrava, atravessando as estratificações e saindo a jusante com velocidade e pressão suficientes para promover o carregamento de partículas.

       As providências sugeridas constaram da impermeabilização da fundação por meio de injeções de cimento, como fim de se obterem duas cortinas, uma de cada lado do muro do pé de montante. As sondagens seriam executadas com sondas rotativas distantes de l m até a profundidade de 5 m, utilizando-se nas injeções uma pressão de 2 até 3 atm (e até 5 atm nas camadas mais profundas). A partir do eixo da barragem, adicionalmente, executar-se-ia uma cortina paralela ao mesmo, cuja direção interligaria o ponto de entrada na estaca 34 e o solapamento na estaca 32. A jusante, finalmente, recomendava-se a construção de um filtro invertido, constituído de areia, brita e enrocamento, executando-se uma tubulação a partir daí para a condução das águas percoladas.

       Existem informações de que houve, na ombreira esquerda, um serviço de injeções de cimento, tendo o primeiro e único furo injetados, apresentado uma absorção de 394 sacos. A calda de cimento utilizada foi no inicio de 1:10, concluindo com 1:6, e a pressão de injeção equivalente à da coluna d'água, no mesmo alinhamento transversal, adicionada de 10%. Após a injeção neste primeiro furo, não houve absorção de calda em nenhum dos demais furos efetuados, espaçados de 3 m.

       A partir daí, existem apenas registros esparsos que se referem, em essência, à cota do espelho d'água, omitindo-se informações se o problema de fugas havia sido debelado ou não.

       A última visita técnica realizada ao local somente detectou um pequeno veio d'água a jusante do vertedouro, portanto, em local diverso daquele onde se observou o problema.

 AMPLIAÇÃO 

       A ampliação do Açude Público Caldeirão, atualmente com o Projeto Executivo concluído, possibilitará a elevação da capacidade do reservatório dos 54,6 x 106 m³ atuais para 190 x l06m³,constituindo-se, assim, na principal fonte hídrica da região, para a perenização do curso d'água principal, para o abastecimento d'água da cidade de Piripiri e para a implantação do Projeto de Irrigação de Piripiri, com uma superfície total irrigável de aproximadamente 3.000 ha (Fig. 7).

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Fig. 7 - Seção transversal da barragem - projeto de ampliação

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

        DNOCS. l.D.R. Ficha de açudagem público" características da obra e controle do movimento financeiro. Teresina, s.d.

DNOCS/SIRAC. Açude Púbico Caldeirão; projeto executivo de ampliação, estudos básicos. Fortaleza, 1988. v. 2. t. 1.

I Açude Público Caldeirão; projeto executivo de ampliação, relatório geral. Fortaleza, 1988. v. 1. t. 1.

        IFOCS. Memória justificativa do projeto do Açude Público Caldeirão. Rio de Janeiro, 1937. 11 p.

        SIRAC. Histórico do projeto implantado no Açude Público Caldeirão. S.n.t.10p

 

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
CARACTERÍSTICA GERAIS

BARRAGEM ATUAL

PROJETO DE AMPLIAÇÃO VOLUME DE ESCAVAÇÃO DA FUNDAÇÃO 90.800m³
CAPACIDADE 54.600.000m³ 190.000.000m³ VOLUME TOTAL DO MACIÇO 448.308m³ 1.113.575m³
LOCALIZAÇÃO Piripiri-PI Piripiri-PI VOLUME DE ENROCAMENTO 8.500m³
SISTEMA/SUBSISTEMA Parnaiba/Lagoa Parnaiba/Lagoa

VERTEDOURO

RIO BARRADO Caldeirão Caldeirão TIPO Soleira Espessa labirinto
ÁREA DA BACIA HIDROGRÁFICA 220km² 220m² LARGURA DA SOLEIRA 60m 24m
ÁREA DA BACIA HIDRÁULICA 1.000ha 2.280ha LÂMINA MÁXIMA 1,50m 0,44m
PRECIPITAÇÃO MÉDIA ANUAL 1.500mm 1.500mm DESCARGA DE PROJETO 195m³/s 320,80m³/s
VOLUME MORTO 10.200.000m² 7.000.000m³ REVANCHE 3m 2m
NÍVEL D´ÁGUA MÁXIMA 169,50 179,44 COTA DA SOLEIRA 168,00 179,00
ÁREA IRRIGADA 1.400ha 3.000ha VOLUME DE ESCAVAÇÃO 12.700m³
PROJETO DNOCS

SIRAC-Serviços Integrados   de Assessoria     e Consultoria Ltda    

VOLUME DE ESTRUTURAL 914m³
CONSTRUÇÃO DNOCS

TOMADA D´ÁGUA

BARRAGEM

TIPO

Galeria em Concreto com Torre

Condutor Forçado e Torre
TIPO Terra Zoneada Terra Zoneada COMPRIMENTO 46,65m 107m
ALTURA MÁXIMA SOBRE AS FUNDAÇÕES 22,10m 28m DIMENSÃO DA SEÇÃO 1,50m x 1,50m 1 tubo com o=1,20m
EXTENÇÃO PELO COROAMENTO 746m 1.050m DESCARGA REGULARIZADA 2,16m³/s 4m³/s
LARGURA DO COROAMENTO 6m 7m ALTURA DA TORRE 16m
COTA DO COROAMENTO 171,00 181,00 VOLUME DA ESTRUTURA 105m³ 470m³
DIMENSÃO DA COMPORTA o=0,50m
DISSIPAÇÃO A JUSANTE Válvula Dispersora