AQUINO, Tiago Silveira de Andrade. Impacto da recuperação dos investimentos na infraestrutura hídrica (barragens e adutoras) sobre a cobrança pelo uso da água. 2010. 105 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil - Recursos Hídricos) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2011-06-17T16:14:58Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_tsaaquino.pdf: 2267714 bytes, checksum: 96406ac10024caa4d5c1db7e07721d91 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2011-06-20T13:19:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_tsaaquino.pdf: 2267714 bytes, checksum: 96406ac10024caa4d5c1db7e07721d91 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-20T13:19:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_tsaaquino.pdf: 2267714 bytes, checksum: 96406ac10024caa4d5c1db7e07721d91 (MD5) Previous issue date: 2010 / The water infrastructure projects generally esbaram the problem of lack of financial resources for the construction and operation. It then becomes the hypothesis of obtaining the funds for construction of water infrastructure by charging for the use of raw water. The question is then what is the impact on water charges if the cost of building the water infrastructure was applied to the charging for the use of raw water, together with the costs of AOM (Administration, Operation and Maintenance). We evaluated the financial cost of deployment of storage systems and water transfer activities in water supply, comparing the unit cost of raw water with the ability to pay of water users. data was used for construction of reservoirs and aqueducts in Ceara, we calculated the annuity payment for these works by applying current variables of time and interest payment. With the annual flow regulated and the cost of construction of the works, one could estimate a cost for this water, and thus compare it to the current user fees and their ability to pay. Could observe a relationship between construction costs of infrastructure and flow regulated supply of equipment studied (dams and pipelines). The best trend line that fit the scatter plots between the estimated cost of supply for the payment of infrastructure "versus" flow was regulated power curve. The values ​​obtained for the ability to pay in other published works (Marques, 2009 and Tahal, 2003) were within an order of magnitude of the values ​​obtained in this work, leading to consider that there is the possibility of payment of these works, so amortized, for users not making totally impractical / As obras de infraestrutura hídrica geralmente esbaram no problema de falta de recursos financeiros para a construção e operação. Levanta-se então a hipótese da captação dos recursos para construção de infraestrutura hídrica por meio da cobrança pelo uso da água bruta. Pergunta-se então qual seria o impacto na cobrança da água se o custo da construção da infraestrutura hídrica fosse aplicado na cobrança pelo uso da água bruta, juntamente com os custos de AOM (Administração, Operação e Manutenção). Avaliou-se o custo financeiro da implantação de sistemas de armazenamento e transferência hídrica em atividades de abastecimento d'água, comparando-se o custo unitário da água bruta com a capacidade de pagamento dos usuários de água. utilizaram-se dados de construção de reservatórios e adutoras no Ceará, calculou-se a anuidade para pagamento destas obras aplicando variáveis correntes de tempo de pagamento e juros. Com a vazão anual regularizada e o custo de construção das obras, pôde-se estimar um custo para esta água, e assim compará-lo às tarifas pagas pelos usuários atualmente e a sua capacidade de pagamento. Pôde observar uma relação entre os custos de construção das infraestruturas e as vazões regularizadas dos equipamentos de abastecimento estudados (barragens e adutoras). A melhor curva de tendência que se encaixou nos gráficos de dispersão entre os custos de abastecimento estimados para pagamento de infraestrutura "versus" vazão regularizada foi a curva de potência. Os valores obtidos para a capacidade de pagamento em outros trabalhos publicados (Marques, 2009 e Tahal, 2003) se mostraram dentro da ordem de grandeza dos valores obtidos no presente trabalho, levando a se considerar que existe a possibilidade do pagamento destas obras, de maneira amortizada, para os usuários não a tornando totalmente inviável

Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-19T15:47:09Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoComportamentoGeotécnico.pdf: 12088108 bytes, checksum: 6bb71967bf9c24f0c34a349f51085da3 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-19T18:07:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoComportamentoGeotécnico.pdf: 12088108 bytes, checksum: 6bb71967bf9c24f0c34a349f51085da3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-20T15:24:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoComportamentoGeotécnico.pdf: 12088108 bytes, checksum: 6bb71967bf9c24f0c34a349f51085da3 (MD5) Previous issue date: 2004 / A mineração constitui a atividade industrial com maior potencial de degradação e agressão ao meio ambiente. Os riscos associados à eventual ruptura das barragens de contenção dos rejeitos de mineração representam uma grande preocupação dos órgãos governamentais e privados, pelos graves prejuízos econômicos, ambientais e humanos relacionados a estas possíveis ocorrências. Nesse sentido, o conhecimento do comportamento geotécnico dos rejeitos constitui um elemento fundamental para garantia de segurança e estabilidade das barragens de rejeitos, principalmente nas estruturas de contenção alteadas para montante com a utilização dos próprios rejeitos granulares através da técnica do aterro hidráulico. Assim, diversas metodologias de laboratório têm sido desenvolvidas em todo o mundo avaliando a influência do teor e da composição mineralógica do minério lavrado, dos processos de beneficiamento, das formas de descarga da polpa e da segregação hidráulica na magnitude dos parâmetros geotécnicos dos rejeitos de minério de ferro. Entretanto, a composição majoritariamente granular dos rejeitos e as conseqüentes dificuldades associadas ao processo de coleta de amostras indeformadas motivaram a utilização de ensaios de campo para avaliação do comportamento geotécnico de barragens de rejeitos de minério de ferro. Neste contexto, a proposta desta dissertação consistiu na implementação de um programa de investigação geotécnica de barragens de rejeitos de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero através da execução de ensaios de piezocone (CPTU). Estas análises tiveram por finalidade avaliar a composição e a distribuição granulométrica dos rejeitos ao longo da profundidade e a determinação dos parâmetros de resistência e das condições de fluxo dos depósitos de rejeitos. _______________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Mining activities offer great potential for environmental impact and degradation. Risk of failure on tailings dams is concern of governments as well as private companies for their economic and environmental damages and also the lives that could be lost in such events. So, the geotechnical knowledge about the mining tailings is specially important for the safety and stability of such structures. Particularly the ones which are built via the hydraulic fill technique using the iron waste produced in the ore concentration process deserves much attention. Many methods have been developed in laboratories worldwide so as to evaluate the influence on the geotechnical parameters of the ore mineralogical composition, its concentration process, the pulp disposal method and the hydraulic segregation. However, the tailings, which are essentially granular in their grain-size distribution, has imposed problems for collecting undistuberd samples, which motivates field tests for evaluating the geotechnical behavior of iron ore tailings dams. The main purpose of this Dissertation was to carry out a geotechnical field test program on some tailings damns in the iron mining region known as “Quadrilátero Ferrífero”, Brazil, using the cone penetration techniques (CPTU). The tests aimed at evaluating the composition and grain-size distribution of the tailings at different depths and also the estimation of their strength parameters and flow conditions.

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Orientador : Dr. Jair Mendes Marques / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 13/05/2016 / Inclui referências : f. 131-137 / Linha de pesquisa : Métodos estatísticos aplicados / Resumo: As construções de usinas hidrelétricas consistem em empreendimentos de grande relevância para o desenvolvimento econômico e social de um país. No entanto, esse é um tipo de obra que requer muita vigilância, pois a ocorrência de comportamentos anormais em sua estrutura podem resultar em consequências indesejáveis. Inspeções realizadas através de instrumentos de monitoramento é um dos mecanismos de avaliação da segurança de uma barragem. Leituras periódicas dos instrumentos geram conjuntos de dados estocásticos que fornecem importantes informações sobre sua saúde estrutural. Métodos matemáticos e estatísticos são de grande importância para o tratamento e análise dos dados, pois, possibilitam predições de possíveis anormalidades no comportamento da barragem. Assim, este trabalho propõe uma metodologia de análise de árvore de falhas, em que o conceito de falha é definido através da detecção e classificação automática de pontos de mudança no comportamento de séries temporais geradas por instrumentos de monitoramento instalados em uma barragem. A detecção automática dos pontos de mudança em uma série temporal consiste em uma abordagem neuro/fuzzy/bayesiana dividida em três etapas: clusterização dos pontos da série temporal a partir de um mapa auto-organizável de Kohonen; construção de um conjunto fuzzy que transforma a série temporal inicial, com distribuição arbitrária, em uma nova série com distribuição de probabilidade beta; a detecção dos pontos de mudança através de uma simulação de Monte Carlo via algoritmo de Metropolis-Hastings. O método para a classificação dos pontos de mudança detectados, em relação aos níveis de alerta, foi desenvolvido através da construção de um sistema de controle fuzzy baseado em informações subjetivas utilizadas por especialistas em segurança da barragem. Por fim, a proposta metodológica é aplicada em dados gerados por instrumentos de monitoramento instalados no bloco de contraforte D38, da estrutura de barramento da Usina Hidrelétrica de Itaipu, onde o método destacou como principal resultado a detecção da mudança e comportamento nas medidas dos instrumentos de monitoramento ocorridas no período de enchimento do reservatório, o que mostra a eficiência dos conceitos abordados. Assim, pode-se concluir que a análise fuzzy de árvore de falhas descrita neste trabalho pode ser considerada uma boa alternativa para o auxílio no gerenciamento da segurança de uma barragem. Palavras-chave: Segurança de Barragem, Análise de Árvore de Falhas, Redes de Kohonen, Conjuntos Fuzzy, Algoritmo de Metropolis-Hastings, Controlador Fuzzy, Medida de Importância. / Abstract: The construction of hydroelectric plants consist of highly relevant projects for economic and social development of a country. However, this is a kind of work which requires a lot of monitoring, because the occurrence of atypical behavior in structure can result in undesirable consequences. Inspections carried out by monitoring instruments is one of the safety assessment mechanisms of a dam. Periodic readings of the instruments generate sets of stochastic data provide important information about their structural health. Mathematical and statistical methods are of great importance for the processing and analysis of data therefore enable predictions of possible abnormalities in the dam behavior. Thus, this paper proposes a fault tree analysis methodology, in which the concept of failure is defined by detecting and automatic shift points classification in the time series behavior generated by monitoring instruments installed in a dam. Automatic detection of change points in a time series consists of a neuro/fuzzy/bayesian approach divided into three steps: clustering of points in the time series from a self-organizing map of Kohonen; construction of a fuzzy set that transforms the initial time series with arbitrary distribution on a new series with beta probability distribution; detection of change points through a Monte Carlo simulation via Metropolis-Hastings algorithm. The method for classification of detected shift points in relation to alert levels, is developed by building a fuzzy control system based on subjective information used for dam safety experts. Finally, the proposed methodology is applied to data generated by monitoring instruments installed on the buttress block D38, the bus structure of Itaipu Hydroelectric Power Plant, where the method highlighted as main result the detection of change and behavior in measures of instruments monitoring occurred in the filling period of the container, which shows the efficiency of the discussed concepts. Thus, it can be concluded that the fuzzy analysis of fault tree described in this work could be a good alternative for assistance in security management of a dam. Key-words: Dam Safety, Fault Tree Analysis, Kohonen Networks, Fuzzy Sets, Metropolis-Hastings algorithm, Fuzzy Controller, Importance Measure.

Orientador : Prof. Dr. Eduardo Salamuni / Co-orientador: Prof. Dr. Alberto Pio Fiori / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa: Curitiba, 31/08/2015 / Inclui referências : f. 124-129 / Área de concentração: Geologia ambiental / Resumo: As barragens são obras de grande potencial de risco, haja vista que um eventual colapso tem consequências catastróficas ao meio ambiente. Tais ocorrências reforçam a necessidade e especial importância nos investimentos em levantamentos preliminares e monitoramento destas estruturas com intuito de melhorar a segurança da barragem. Em estudos prévios à construção de uma barragem, a investigação geológico-geotécnica realizada é extremamente importante para a caracterização e compartimentação geomecânica do maciço. O trabalho proposto objetivou identificar feições geológicas que enriqueçam o conhecimento acerca da fundação da barragem e aumentem a segurança da estrutura, por meio da integração entre o levantamento geológico-estrutural, correlação de atributos geotécnicos, instrumentação e monitoramento geodésico. A pesquisa tomou como base a Usina Hidrelétrica de Mauá e seu entorno, localizada sob o rio Tibagi, a noroeste do município de Telêmaco Borba divisa com Ortigueira no Estado do Paraná. O local em que foi construída a UHE Mauá está inserido sobre soleiras de diabásio da Formação Serra Geral e rochas sedimentares paleozoicas da Bacia do Paraná, de alto controle estrutural em função da intersecção de estruturas regionais como o Arco de Ponta Grossa, Zona de Falha São Jerônimo Curiúva com a Zona de Falha Jacutinga. A análise estrutural possibilitou o reconhecimento de feições estruturais, com predomínio de direções N50-60E de maior penetratividade em mesoescala e N40-50W, mais pervasivas na escala regional. As descontinuidades mapeadas são caracterizadas, principalmente por juntas, falhas e zonas de cisalhamento cataclásticas associadas a eventos tectônicos transcorrentes, por vezes, de regime transtrativo com estruturas em flor negativa e falhas oblíquas, identificadas nos sedimentos paleozoicos e rochas básicas da Formação Serra Geral. Em conjunto ao levantamento estrutural, foi confeccionada a modelagem geomecânica da fundação da barragem, com o software Voxler 3, que interpola, por meio da geoestatística, graus de consistência, fraturamento, alteração e RQD dos dados obtidos das sondagens realizadas na época dos estudos prévios à construção da barragem. Para a modelagem foram utilizados 22 furos, com um total de 512 m, distribuídos na região da fundação da barragem, em que foram desconsiderados os segmentos escavados para construção desta estrutura. O resultado apresentou concentrações locais em segmentos com alto grau de fraturamento e alteração da rocha, identificados principalmente na margem direita da barragem, que coincidem com descontinuidades mapeadas em campo e alinhamentos interpretados no relevo. A caracterização geológico-geotécnica do maciço rochoso permitiu identificar áreas suscetíveis de riscos à obra, que por meio do monitoramento geodésico apresentaram recalques pouco expressivos à segurança do empreendimento. Palavras-chaves: Modelagem Geomecânica, Barragens, Fundação. / Abstract: The dams are civil works of great potential risks, given that a possible collapse would have catastrophic consequences for the environment. Such events reinforce the need and particular importance in the investment in preliminary surveys and monitoring of these structures aiming to improve dam safety. In previous studies the construction of a dam, the geological and geotechnical investigation is extremely important for the characterization and geomechanical compartmentation of the rock mass. The proposed work aimed to identify geological features that enrich the knowledge of the dam’s foundation and increase the safety of the structure, through the integration of geological and structural survey, correlation with geotechnical attributes, instrumentation and geodetic monitoring. The research was based on the Mauá Hydroelectric Power Plant and its surroundings, located under the Tibagi River, northwest of the town of Telêmaco Borba on the border of Ortigueira in Paraná. The place where it was built the Mauá Hydroelectric Power Plant is part of diabase sills of the Serra Geral Formation and Paleozoic sedimentary rocks of the Paraná Basin, high structural control due to the intersection of regional structures such as the Ponta Grossa Arch, Saint Jerônimo Curiúva Fault Zone with Jacutinga Fault Zone. Structural analysis allowed the recognition of structural features, with a predominance of N50-60E direction of greater penetrative mesoscale and N40-50W, more pervasive in regional scale. Mapped discontinuities are characterized mainly by joints, faults and shear zones associated with cataclastic tectonic strike-slip events, sometimes of transtensive shear regime with negative flower structures and oblique faults identified in Paleozoic sediments and basic rocks of the Serra Geral Formation. At the same time as leading a structural survey, the geomechanical modeling of the dam’s foundation was done with the Voxler 3 software, which interpolates through geostatistics, degrees of consistency, fracturing, alteration and RQD data obtained from surveys carried out at the time of studies previous to the dam’s construction. For the modeling, 22 holes were used with a total of 512 m, distributed in the region of the dam’s foundation, they were disregarded segments excavated for building this structure. The result showed local concentration in segments with high degree of fracturing and alteration of the rock, identified mainly on the right bank of the dam, which coincides with discontinuities mapped in the field and alignments interpreted in relief. The geological and geotechnical characterization of the rock mass identified areas of potential risk to work, which geodetic monitoring showed that settlements have little expressive safety issues for the project. Keywords: Geomechanical Modeling, Dams, Foundation.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseFJPA.pdf: 2249256 bytes, checksum: 6d0228bb8fea969f592516b42980ce0f (MD5) Previous issue date: 2002-08-08 / Financiadora de Estudos e Projetos / The Northeastern region in Brazil is characterized by long dry seasons, and the dams are very important to the people living in this region. In this work two dams in the semiarid of Paraiba State were studied to evaluate the quality of the water for human consumption, through the analysis of the benthonic community in the sediment and associated to aquatic macrophytes. The two dams studied are under different influences, one of them called Bodocongó receive organic wastes discharges from the city of Campina Grande, and is characterized as a hypertrophic system due to the high organic content in its waters. The other dam, called Taperoá II, is subjected to drought after long dry seasons. During the time that the present study was conducted, the dam was subjected to intense drying process, remaining only small pools. As a consequence, the waters of these poolls exhibited high values for the salinity and for the electrical conductivity. Even under different influences, the two dams exhibited similar benthic communities, characterized by a poor diversity of taxonomic groups, with predominance of gastropods, especially Melanoides tuberculata (Thiaridae), representing 80% of the total community. Further studies in the laboratory showed that M. tuberculata possesses high resistance to long periods of desiccation, with the survivors possessing high reproductive capacity that could cause the predominance of this species. / Os açudes no Nordeste Brasileiro são sistemas importantes na vida do povo daquela região, sujeita a períodos longos de estiagem. Esta tese teve como objetivo estudar as condições de uso de dois açudes do semi-árido paraibano, através da análise da comunidade de macroinvertebrados bentônicos do sedimento e associada a macrófitas aquáticas. O açude Bodocongó recebe efluentes e despejos urbanos da Cidade de Campina Grande, sem tratamento prévio, o que acarreta uma elevação das cargas orgânicas colocando o sistema em condições hipereutróficas, comprovados pelos valores elevados de condutividade elétrica e nutrientes dissolvidos. E, o açude Taperoá II localizado numa região sob forte influencia da dessecação em decorrência de períodos longos de estiagem. Na seca, verificou-se que este açude secou, restando apenas duas poças, cujas águas atingiram valores elevados de salinidade e condutividade elétrica. Apesar de ambos os açudes estarem sujeitos a diferentes condições de estresses constatou-se que as comunidades de macroinvertebrados bentônicas do sedimento e da fitofauna foram representadas pelos mesmos grupos de organismos. Caracterizadas por uma baixa riqueza de unidades taxonômicas com dominância de gastrópodes, particularmente de Melanoides tuberculata (Thiaridae), a qual representou mais de 80% da comunidade nos diferentes substratos em ambos os açudes. Embora a população de M. tuberculata decresceu em número de indivíduos, até o quase desaparecimento em decorrência de elevadas precipitações pluviométricas verificou-se, em estudos complementares no laboratório, que esta espécie possui resistência elevada a períodos longos de dessecação e, os sobreviventes mantêm capacidade reprodutiva elevada, o que explicaria a dominância de M. tuberculata na região.

Orientador : Dr. Cassius Tadeu Scarpin / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 23/03/2016 / Inclui referências : f. 95-100 / Resumo: Considerando o grande número de acidentes e incidentes ocorridos em barragens nos últimos anos, fez se necessário o desenvolvimento de políticas relacionadas à segurança de barragens. A segurança de uma barragem exige um esforço significativo para se evitar algum tipo de dano. Uma das estratégias está relacionada ao plano de instrumentação e monitoramento das barragens. O monitoramento exige, da equipe técnica, a leitura dos dados dos instrumentos de auscultação a fim de acompanhamento periódico da barragem, isto é, a equipe percorre as galerias regularmente coletando os dados dos instrumentos de auscultação respeitando a periodicidade de cada instrumento. Percebeu-se que o plano de monitoramento da barragem pode ser modelado através de um problema de programação matemática, mais precisamente, por um problema de roteirização periódica em arcos capacitados (PCARP). O PCARP é considerado uma generalização do clássico problema de roteirização em arcos capacitados (CARP) devido a duas características: período de planejamento maior que uma unidade de tempo, de modo que os veículos fazem diversas viagens e as frequências de visitas estão associadas aos arcos a serem servidos ao longo do horizonte de planejamento. Para o problema de monitoramento de barragem, a frequência de visitas ao longo do horizonte de tempo não está associada ao arco, mas ao instrumento do qual se pretende coletar os dados. A proposta apresenta um novo problema de roteirização periódica em arcos capacitados com múltiplas tarefas, e a formulação de um modelo matemático. As principais características apresentadas são: Múltiplas tarefas a serem realizadas em cada arco e frequências distintas para realizar cada uma das tarefas; frota heterogênea, posto que a leitura só possa ocorrer se o leiturista possuir o aparelho adequado para coleta dos dados; flexibilidade de mais de um leiturista passar por um mesmo arco em um mesmo dia. O modelo matemático foi implementado e exemplos didáticos foram gerados aleatoriamente para validar o modelo proposto. Para avaliar a proposta na perspectiva da segurança de barragens, com a finalidade de padronizar as leituras e a determinação de itinerários fixos, foi realizado uma aplicação no trecho "A" da hidrelétrica de ITAIPU / Abstract: Considering the large number of accidents and incidents in dams in recent years, it was necessary to the development of policies related to dam safety. The safety of a dam requires a significant effort to avoid any harm. One of the strategies is related to instrumentation and monitoring plan of the dams. Monitoring requires the crew to read the data of sounding instruments to dam periodic monitoring, that is, the team goes through the galleries regularly collecting data from auscultation instruments respecting the periodicity of each instrument. It was noticed that the dam monitoring plan can be modeled through a mathematical programming problem, more precisely, he problem of monitoring was made by a Periodic Capacitated Arc Routing Problem (PCARP). The PCARP is considered as a generalization of the classic capacitated arc routing problem (CARP) due to two characteristics planning period longer than a time unit, so that several vehicles are traveling and the frequency of visits associated arcs to be served over the planning horizon. To the dam monitoring problem the frequency of visits over the time horizon is not associated with the arc, but the instrument which is intended to collect the data. The proposal presents a new problem of periodic routing in capacitated arcs with multiple tasks and the formulation of an accurate mathematical model. The main features are presented: Multiples tasks to be performed for each distinct arc and frequency to perform each tasks, heterogeneous fleet, since the reading can only occur if the meter reader have the instrumentation to collect data, flexibility of more than one meter reader go through the same arc on the same day. To evaluate the proposal in view of dam safety with standardize the purpose of reads and the determination of fixed itineraries was carried out an application in the stretch A of the ITAIPU hydroelectric.

Orientadora : Profª. Drª. Adriana de Paula Lacerda Santos / Co-orientador : Prof. Dr. José Marques Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Construção Civil. Defesa: Curitiba, 06/06/2014 / Inclui referências / Area de concentração : Ambiente construído / Resumo: Diversas barragens no mundo já romperam, provocando danos ambientais, sociais e econômicos. A preocupação em evitar futuros desastres impulsionou a criação de legislação governamental em diversos países, que no caso do Brasil entrou em vigor com a Lei n° 12.334/2010, a qual estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB). De maneira geral, esta política obriga os responsáveis a investirem na preservação de suas estruturas e no aprimoramento de seus sistemas de monitoramento, de forma a proporcionarem respostas mais rápidas e objetivas. Como ferramentas do monitoramento, as inspeções visuais propiciam a avaliação global da performance das estruturas, enquanto a instrumentação de auscultação agrega informações pontuais sobre mudanças operacionais ou de comportamento, provendo um alarme quando um indicador de desempenho exceder os limites estabelecidos como aceitáveis. Estes valores limites podem ser definidos através de métodos estatísticos, baseados na relação entre as medidas dos instrumentos e outras variáveis, como o nível do reservatório, período do ano ou medida de outros instrumentos. Além dos parâmetros de projeto (subpressão da fundação, deslocamentos, entre outros), a instrumentação de barragens também pode ser utilizada para monitorar o comportamento de manifestações patológicas. Especificamente em barragens de concreto gravidade, dentre as principais causas do surgimento de fissuras, destacam-se as alterações volumétricas geradas pelos fenômenos de origem térmica no concreto, que estão associados ao processo construtivo destas estruturas. Com base nisso, o objetivo geral desta pesquisa foi propor um processo de monitoramento do comportamento das fissuras térmicas em barragens de concreto gravidade, por meio da análise dos dados de instrumentação e no estabelecimento de valores de controle. Para isso, foi selecionada como estudo de caso a fissura do bloco B- 11 da barragem da Usina Hidrelétrica Governador José Richa (GJR), que foi identificada antes mesmo do enchimento do reservatório, em agosto de 1998, e onde foram instalados fissurômetros e termômetros superficiais para o seu monitoramento. Embora estes instrumentos tenham sido instalados em maio de 2004, a pesquisa restringiu os estudos aos últimos 4,5 anos (de junho de 2009 a novembro de 2013), pois neste período todos os instrumentos já estavam calibrados e produziram dados confiáveis. O método adotado baseou-se em procedimentos simples de cálculo de correlação linear simples, para o entendimento das interações existentes entre as séries temporais dos instrumentos, verificando-se os tempos de resposta entre eles. A partir das melhores correlações foram estabelecidos os diagramas de dispersão, que subsidiaram a determinação dos valores limites de controle. Dentre os resultados encontrados destaca-se que existe forte ou muito forte correlação entre a temperatura ambiente, as leituras dos fissurômetros e as leituras do medidor de vazão. Com base nos resultados desta análise estatística, foi possível desenvolver, satisfatoriamente, uma ferramenta de monitoramento do comportamento da fissura em estudo. Desta forma, foi atendido o objetivo da pesquisa de desenvolver uma proposta de processo de monitoramento do comportamento das fissuras térmicas em barragens de concreto gravidade. Palavras-chave: Segurança de barragens; monitoramento; instrumentação; barragem de concreto gravidade; fissuras de origem térmica; correlação linear simples; valores de controle. / Abstract: Several dams in the world have already collapsed, causing environmental, social and economic damage. The concern to avoid future disasters has stimulated the creation of legislation in many countries. In Brazil, law 12.334/2010 was created, which establishes the National Policy on Safety of Dams. Overall, this policy requires keepers to invest in the preservation of their structures and to improve its monitoring systems in order to provide faster and straightforward responses. As monitoring tools, visual inspections provide a comprehensive assessment of the structures’s performance, while auscultation’s instrumentation adds specific information on operational or behavioral changes, providing an alarm when a performance indicator exceeds the acceptable limits. These limits can be set using statistical methods based on the relationship between instruments’s measures and other variables, such as reservoir level, time of year or others instruments measuring. Besides the design parameters (uplift foundation, displacements, etc.), the dam’s instrumentation can also be used to monitor the behavior of pathological manifestations. Specifically in concrete gravity dams, one of the main causes for the appearance of cracks, are the concrete’s volumetric changes generated by the thermal origin phenomena, which are associated with the construction process of these structures. Based on this, the goal of this research is to propose a monitoring process of the thermal cracking behavior in concrete gravity dams, through the instrumentation data analysis and the establishment of control values. Therefore, as a case study was selected the Block B- 11’s crack at Governador José Richa (GJR) Dam’s Power Plant, which was identified even before filling the reservoir in August’ 1998, and where were installed crackmeters and surface thermometers for its monitoring. Although these instruments were installed in May 2004, the research was restricted to study the last 4.5 years (June 2009 to November 2013), when all the instruments were calibrated and producing reliable data. The adopted method is based on simple linear correlation’s procedures to understand the interactions between the instruments’s time series, verifying the response times between them. The scatter plots were made from the best correlations, which supported the definition of the limit control values. Among the findings it is noteworthy that there is a strong or very strong correlation between ambient temperature and the crackmeters and flowmeters measurements. Based on the results of the statistical analysis, it was possible to satisfactorily develop a tool for monitoring the behavior of the case study cracks. Thus it was fulfilled the goal of the research to develop a proposal for a monitoring process of the behavior of thermal cracking in concrete gravity dams. Keywords: Dams Safety; monitoring; instrumentation; concrete gravity dam; thermal origin crack; simple linear correlation; control values.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2009. / Submitted by wiliam de oliveira aguiar (wiliam@bce.unb.br) on 2011-07-05T16:09:09Z No. of bitstreams: 1 2009_CarlosAugustoEliasMelo.pdf: 6569262 bytes, checksum: b7df2d871c3ec53f348b985eeecd2372 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-07-08T18:11:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_CarlosAugustoEliasMelo.pdf: 6569262 bytes, checksum: b7df2d871c3ec53f348b985eeecd2372 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-08T18:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_CarlosAugustoEliasMelo.pdf: 6569262 bytes, checksum: b7df2d871c3ec53f348b985eeecd2372 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo sobre a interação comporta-reservatório sob ações sísmicas. Soluções analíticas para o campo de pressões hidrodinâmicas e modelos utilizando o método dos elementos finitos através dos programas SAP2000 e ANSYS foram desenvolvidos considerando o acoplamento entre a comporta e o reservatório. A técnica de separação de variáveis foi utilizada para a resolução da equação da onda em 3 dimensões considerando o acoplamento fluido-estrutrura. A partir das soluções analíticas obtidas e validadas através do método dos elementos finitos via ANSYS, estudou-se a influência de alguns parâmetros como a compressibilidade do fluido e a flexibilidade da estrutura. Com o objetivo de se verificar a validade e abrangência da teoria da massa adicional de Westergaard, modelos representando um vertedour real foram desenvolvidos e os resultados obtidos para a análise modal e sísmica comparados. Em uma das etapas desse estudo, fez-se uma análise progressiva da resposta sísmica da estrutura estudada considerando dois modelos diferentes: a) um modelo composto por apenas um pilar, e b) um modelo composto por 3 pilares e 2 comportas, em que a rigidez dos pilares e comportas adjacentes é considerada através do uso de molas. Em outra etapa, fez-se uma abordagem considerando a interação comporta-reservatório. Para isso, um modelo tridimensional foi desenvolvido e os resultados obtidos para uma análise sísmica considerando a teoria de Westergaard e o acoplamento comporta-reservatório foram comparados. A modelagem de um vertedouro através de cortes bidimensionais também foi desenvolvida nesta dissertação. Nesta modelagem, considerou-se uma seção horizontal passando pelos pilares, e uma seção vertical passando pela comporta. Fez-se ainda uma simplificação no corte horizontal, desconsiderando a presença dos pilares, com o objetivo de se verificar a sua influência no campo de pressões hidrodinâmicas atuante na comporta. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a study on the interaction gate-reservoir under seismic actions. Analytical solutions for the hydrodynamic pressure field and models using finite element method through SAP2000 and ANSYS have been developed considering the coupling between the gate and the reservoir. The separation of variables technique was used to solve the wave equation in 3 dimensions taking into account the fluid-strucutre interaction. From the analytical solutions obtained and validated using the finite element method through ANSYS, the influence of some parameters such as fluid compressibility and structure flexibility was studied. In order to verify the validity and scope of the Westergaard’s added mass theory, models representing an existing gated spillway were developed and the results obtained for the modal and seismic analyses were compared. In one of the phases of this study, it was carried out a progressive analysis of the structure’s seismic response considering two different models: a) a model composed of only one pier, and b) a model composed of 3 piers 2 gates, in which the stiffness of adjacent piers and gates was considered through the use of springs. In another phase, a study considering the interaction between gate and reservoir was conducted. For that, a three dimensional model was developed and the results obtained for the seismic analysis considering effects of gate-reservoir coupling and the Westergaard’s theory were compared. Spillway modelling through two dimensional sections was also developed in this dissertation. In this modelling, it was considered a horizontal section passing through the piers, and a vertical section through the gate. It was also considered a simplification in the horizontal section, neglecting the presence of piers, in order to verify their influence in the hydrodynamic pressures field acting on the gates.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-01-09T13:26:12Z No. of bitstreams: 1 2013_NeanderBertoMendes.pdf: 17785005 bytes, checksum: f76003653e386ce7a4e43252266a2df3 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-01-10T09:56:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_NeanderBertoMendes.pdf: 17785005 bytes, checksum: f76003653e386ce7a4e43252266a2df3 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-10T09:56:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_NeanderBertoMendes.pdf: 17785005 bytes, checksum: f76003653e386ce7a4e43252266a2df3 (MD5) / Uma barragem segura é aquela cujo desempenho satisfaça as exigências de comportamento necessárias para evitar incidentes e acidentes que se referem a aspectos estruturais, econômicos, ambientais e sociais. A barragem deve possuir estabilidade adequada para suportar com segurança os carregamentos (normais e extremos) de projeto. Dentre os eventos extremos a que uma barragem deve resistir, há o sismo. Quando a barragem vibra, a água também participa do movimento, portanto, durante a ação de um sismo, é de fundamental importância a consideração da interação dinâmica entre a estrutura e o fluido. Este trabalho apresenta respostas (deslocamentos e tensões) de uma barragem em arco com dupla curvatura (barragem Morrow Point) submetida às componentes montante, vertical e transversal, simultaneamente, de um movimento do solo (terremoto de Taft Lincoln School Tunnel) para os casos de reservatório vazio e completamente cheio. Diante da complexidade do problema, adotou-se uma metodologia progressiva, através de estudos de casos que contemplassem aspectos de interação fluido-estrutura que fossem aplicados a barragens em arco. Em todas as análises realizadas, utilizou-se o software ANSYS 11.0, baseado no método numérico dos elementos finitos. Partiu-se da geometria cilíndrica (que apresenta soluções analíticas fechadas que puderam ser comparadas com as soluções numéricas), daí para um cilindro cortado por um plano paralelo ao seu eixo (com intuito de se aproximar da geometria de uma barragem em arco), passando pelas barragens em arco cilíndrica e com simples curvatura e culminando com a barragem em arco com dupla curvatura. Respostas dinâmicas foram obtidas e validadas (ou por soluções analíticas, quando disponíveis, ou por exemplos da literatura técnica) para cada caso estudado, e os resultados obtidos, mostraram-se bem adequados (dentro das abrangência e limitações consideradas) evidenciando a validade dos procedimentos adotados. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / A safe dam is one which performance meets the requirements of behavior necessary to avoid incidents and accidents that refer to structural, economical, environmental and social aspects. The dam must have adequate stability to safely support the (normal and extreme) project loads. Among the extreme events that a dam must withstand, there is the earthquake. When the dam vibrates, water also participates in the movement, therefore, during the action of an earthquake, it is basically important to consider the dynamic interaction between the structure and the fluid. This work presents responses (displacements and stresses) of an arch dam with double curvature (Morrow Point Dam) submitted to upstream, vertical and transverse components, simultaneously, of a ground motion (Taft Lincoln School Tunnel earthquake) for the cases of empty and completely full reservoir. Given the complexity of the problem, it was adopted a progressive methodology, through case studies that comtemplated aspects of fluid-structure interaction that were applied to arch dams. In all analyzes performed, it was used the software ANSYS 11.0, based on the numerical method of finite elements. It was started from the cylindrical geometry (which has closed analytical solutions that could be compared with the numerical solutions), then to a cylinder cut by a plane parallel to its axis (in order to approach the geometry of an arch dam), passing by cylindrical and simple curvature arch dams and culminating with the arch dam with double curvature. Dynamic responses were obtained and validated (or by analytical solutions, where available, or by technical literature examples) for each case studied, and the results showed to be well suited (within the scope and limitations taken into account) indicating the validity of procedures adopted.