Estudos sobre a aplicação de geomembranas na impermeabilização da face de montante de barragens de enrocamento

Abstract

Esta tese aborda a utilização de geomembranas na impermeabilização da face de montante de barragens de enrocamento. Parte deste estudo consistiu no levantamento de todos os fatores que pudessem intervir na elaboração do projeto e instalação desse sistema. Assim, a revisão bibliográfica sobre o assunto ocupa parte significativa desta tese, tendo em vista a deficiência de publicações em língua portuguesa sobre o tema. As opções disponíveis na literatura quanto a detalhes de projeto, tipos de geomembrana, durabilidade etc., que mais se adequassem às barragens de enrocamento com face impermeável foram buscadas, contribuindo para que, ao final deste trabalho, algumas recomendações pudessem ser apresentadas visando orientar a elaboração de futuros projetos de Barragem de Enrocamento com Face de Geomembrana (BEFG) no Brasil. O programa de ensaios de laboratório conduzido na amostra piloto de geomembrana de Policloreto de Vinila com Plastificante (PVC-P) representa uma campanha de ensaios que deve ser adotada na caracterização e avaliação do desempenho desse material visando a sua aplicação em barragens. O envelhecimento artificial em estufa indicou a tendência de comportamento das propriedades analisadas, confirmadas posteriormente pela análise dos resultados das amostras exumadas. Embora um valor limite não tenha sido atingido para todas as temperaturas de incubação, o Modelo de Arrhenius pôde ser aplicado, considerando a extrapolação dos dados. A análise estatística dos dados obtidos nas amostras exumadas das barragens e reservatórios italianos possibilitou, ainda que de maneira preliminar, uma estimativa mais confiável do tempo de vida das geomembranas de PVC-P. Apesar da grande variabilidade nos resultados, o que já era esperado devido ao fato de as amostras corresponderem a diferentes estruturas, as análises estatísticas demonstraram com elevada confiabilidade se houve alteração nas propriedades avaliadas após os 22 anos de exposição da geomembrana ao ambiente. Ao final, tendo por base todas as informações coletadas durante esta tese: revisão bibliográfica, consultas a projetos executados e comunicação pessoal com projetistas e instaladores, associadas aos resultados do programa de ensaios conduzido na geomembrana de PVC-P, concluiu-se que a BEFG é uma alternativa tecnicamente viável para a realidade brasileira. Verificou-se também que a durabilidade das geomembranas de PVC-P é compatível com o tempo de vida útil esperado para barragens. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This thesis investigated the use of geomembranes as impervious layers at the face of rockfill dams. Part of the studied consisted on identifying relevant aspects regarding the design of such application as well as installation procedures for the geomembrane layer in the field. Thus, the literature review occupies a significant part of this thesis, as there are almost no publications in Portuguese on the subject. Aspects related to design details, types of geomembranes, durability etc, relevant to rockfill dams, were collected from the literature. This allowed the preparation of some recommendations on the use of geomembranes in dams presented at the end of this thesis, which aim to provide some guidelines for future projects of rockfill dams with geomembrane as part of the dam upstream impervious face. The laboratory programme on PVC-P geomembranes was aimed to characterise and evaluate the performance of this material for its use in dams. Woven artificial ageing indicated the trends of the properties investigated, that were confirmed afterwards by tests on exhumed geomembrane specimens. Although a threshold value has not been obtained for all incubating temperatures, the Arrhenius model was applied, taking into consideration the extrapolation of the data available. A statistical analysis of the data from specimens exhumed from Italian dams and reservoirs allowed an estimate on the lifetime of PVC-P geomembranes, although on a preliminary basis. In spite of the variability of the results due to the different specimen origins, the statistical study demonstrated with high level of confidence the intensity of geomembrane degradation after 22 years of service. Based on the data obtained from the literature review, data from real projects, personal contacts with designers and geomembrane installers, associated to the results obtained in the research programme on PVC-P geomembranes, it is demonstrated that the use of geomembranes in the upstream impervious face of rockfill dams is a technical alternative for Brazilian conditions. It was also observed that the durability of the PVC-P geomembranes was compatible with the expected dam lifetime.