Tipos de barragens
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Los diferentes tipos de presas responden a las diversas posibilidades de cumplir la doble exigencia de resistir el empuje del agua y evacuarla cuando sea preciso. En cada caso, las características del terreno y los usos que se le quiera dar al agua, condicionan la elección del tipo de presa más adecuado.
Existen numerosas clasificaciones, dependiendo de si son fijas o móviles (hinchables, por ejemplo), su forma o manera de transmitir las cargas a las que se ve sometida y los materiales empleados en la construcción. Las presas hinchables, basculantes y pivotantes suelen ser de mucha menor entidad.
De acordo com sua estrutura
A barragem de gravidade é aquela em que o seu próprio peso é responsável por resistir ao empurrão da água. O impulso do reservatório é transmitido ao solo, por isso deve ser estável o suficiente para suportar o peso da barragem e do reservatório. Constituem as barragens com maior durabilidade e requerem menor manutenção.
Dentro das barragens gravitacionais existem:
A sua estrutura lembra um triângulo isósceles, pois a sua base é larga e estreita à medida que se sobe em direção ao topo, embora em muitos casos o lado voltado para o reservatório seja quase vertical. A razão pela qual existe uma diferença notável na espessura da parede à medida que a altura da barragem aumenta é porque a pressão no fundo do reservatório é maior do que na superfície. Desta forma, a parede terá que suportar mais pressão no leito do canal do que na superfície. A inclinação na face a montante faz com que o peso da água sobre a barragem aumente a sua estabilidade.
A barragem em arco é aquela em que a sua própria forma é responsável por resistir à pressão da água. Como a pressão é transferida de forma muito concentrada para as encostas da falésia, é necessário que esta seja constituída por rocha muito dura e resistente. São as barragens mais inovadoras em termos de design e requerem a menor quantidade de betão para a sua construção. A primeira barragem em arco conhecida está localizada em Vallon de Baume, feita pelos romanos perto de Glanum (França).[32][33].
A barragem em abóbada, arco duplo ou arco de dupla curvatura é aquela que possui curvatura no plano vertical e no plano horizontal, também é chamada de abóbada. Para atingirem suas formas complexas, são construídos em concreto e exigem grande habilidade e experiência de seus construtores, que devem recorrer a sistemas construtivos inusitados.
Quando as encostas estão muito afastadas, ou quando o material local é tão compacto que é quase impossível extraí-lo, o desenho do contraforte permite criar um dique com grande poupança de material.
Um dos exemplos mais notáveis deste tipo é a barragem Daniel-Johnson em Quebec, Canadá, concluída em 1968 como parte do projeto Manic-Outardes. Com 214 m de altura e 1.312 m de largura, a barragem, projetada por André Coyne, é sustentada por dois contrafortes centrais separados por 160 m na sua base. Os 13 arcos laterais formam meios cilindros inclinados separados por 76 m. Para além de considerações estéticas, a construtora optou por construir uma barragem reforçada por razões económicas. Segundo estudos de projeto, a construção da estrutura exigiu pouco mais de 2,2 milhões de m³ de concreto, cinco vezes menos que uma barragem pesada.
A barragem em arco gravitacional é aquela que combina características das barragens em arco e das barragens gravitacionais, sendo considerada uma solução de compromisso entre os dois tipos. É curvado para direcionar a maior parte do esforço contra as paredes de um cânion ou vale, que sustentam o arco da barragem. Além disso, o muro de contenção é mais espesso na base e o peso da barragem permite-lhe suportar parte da pressão da água. Este tipo de barragem requer um volume de enchimento menor do que uma barragem de gravidade.
A ponte-barragem combina duas características, por um lado existe a barragem e no topo desta uma ponte elevada. Este tipo de ponte-barragem foi proposto no contexto de um projecto megalomaníaco para ligar a Europa e África através do Estreito de Gibraltar.
De acordo com seus materiais
As barragens de concreto são as mais utilizadas nos países desenvolvidos, pois com este material podem ser feitas construções mais estáveis e duráveis; porque seu cálculo é totalmente confiável comparado aos produzidos em outros materiais. Normalmente, todas as barragens do tipo gravidade, arco e contraforte são feitas deste material. Algumas barragens pequenas e mais antigas são feitas de tijolo, cantaria e alvenaria. Em Espanha, 67% das barragens são de gravidade e são feitas de betão com ou sem armadura de aço.
A Barragem das Três Gargantas, localizada no rio Yangtze, na China, é a maior usina hidrelétrica e de controle de enchentes do mundo. Foi concluído em 2009. Uma dúzia de cidades e milhares de vilas foram engolidas pelas águas, forçando o deslocamento de mais de um milhão e meio de pessoas.
Podem ser feitos de concreto maciço convencional ou compactados com rolo.
As barragens de material solto são as mais utilizadas nos países subdesenvolvidos, pois são mais baratas e representam 77% do que podemos encontrar em todo o planeta. São aqueles que consistem num preenchimento de terra, que proporciona a resistência necessária para contrariar o empurrão das águas. Os materiais mais utilizados na sua construção são pedras, cascalho, areia, silte e argila, embora entre todos estes os que mais se destacam sejam as pedras e o cascalho. Em Espanha representam apenas 13% do total.
Este tipo de barragem possui componentes muito permeáveis, pelo que é necessário adicionar um elemento impermeabilizante. Além disso, estas estruturas resistem sempre pela gravidade, uma vez que a fraca coesão dos seus materiais não lhes permite transmitir as forças da água ao solo. Este elemento pode ser de barro (neste caso fica sempre localizado no centro do aterro) ou uma tela de concreto, que também pode ser construída no centro do aterro ou a montante. Estas barragens têm a desvantagem de que, se forem inundadas pelas águas numa cheia, correm o risco de ruir e ruir. Na Espanha, o acidente na barragem de Tous, popularmente conhecida como Pantanada de Tous, é bem lembrado.
São constituídos de quebra-mar, núcleo argiloso, com tela asfáltica, com tela de concreto ou homogênea.
Este tipo de barragem é por vezes classificada como barragem de material solto; mas a sua forma de execução e o seu trabalho estrutural são diferentes. O elemento de retenção de água é uma cortina formada por fragmentos de rochas de diversos tamanhos, que sustentam uma face de concreto na lateral do reservatório que é o elemento impermeável. A tela ou face é apoiada em contato com a fundação por um elemento de transição denominado rodapé, que sustenta as lajes de concreto. Este tipo de estrutura foi muito utilizada entre 1940 e 1950 em cortinas de alturas intermediárias e caiu em desuso até o final do século, quando foi retomada por projetistas e construtores com melhores métodos construtivos e equipamentos construtivos mais eficientes.
De acordo com sua aplicação
Barragens filtrantes ou barragens de retenção são aquelas que têm a função de reter sólidos, desde materiais finos até rochas de grande porte, transportados por torrentes em áreas montanhosas, permitindo ainda a passagem de água.
Barragens de controle de enchentes são aquelas que têm por finalidade laminar o fluxo de enchentes torrenciais, para que não haja danos aos terrenos localizados a jusante da barragem em casos de fortes temporais.
Barragens de desvio são aquelas que têm como objetivo principal elevar o nível da água para viabilizar o seu desvio, controlando a sedimentação do canal para que as entradas de desvio não fiquem obstruídas. Estes tipos de barragens são, em geral, de baixa altura, uma vez que o armazenamento de água é um objectivo secundário.
As barragens de armazenamento são aquelas que têm como principal objetivo a retenção de água para utilização regulada na irrigação, na produção de eletricidade, no abastecimento às populações, no recreio ou na navegação, formando grandes embarcações ou lagoas artificiais. A maior porcentagem de barragens do mundo, aquelas com maior capacidade de reservatório e maior altura de cortina correspondem a esse objetivo.
Barragens de rejeitos (México) são estruturas de retenção de sólidos soltos e resíduos líquidos, produto da exploração minerária, que são armazenados em embarcações para decantação. Geralmente são menores que as barragens que retêm água, mas em alguns casos correspondem a estruturas que contêm enormes volumes destes materiais. Assim como as barragens hidráulicas, possuem cortina (normalmente do mesmo tipo de material), vertedouro e, em vez de terem captação ou obra de captação, possuem sistema de extração de líquidos.