Avaliação das probabilidades de falhas em barragens, associadas a eventos de naturezas hidráulicas e hidrológicas: estudo de caso da PCH Cajuru

• Autor(a) principal: Fernando Neves Lima
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9KYHX3
• topic: Meio Ambiente e Recursos Hídricos; Saneamento; Método de Monte Carlo; Recursos hídricos Desenvolvimento; Avaliação de riscos ambientais; Engenharia sanitária

A definição do risco associado à potencial ruptura de uma barragem constitui um problema corrente na engenharia. As barragens têm um papel importante na sociedade e o colapso de tais estruturas traz consigo desastres de grandes dimensões. A presente dissertação buscou sistematizar os métodos quantitativos mais empregados para a avaliação da probabilidade de galgamento de uma barragem, causado por eventos de naturezas hidráulicas e hidrológicas, e aplicá-los em estudos de caso. Para tanto utilizou-se aqui do método da árvore de falhas (Fault Tree Analysis - FTA), a técnica de simulação numérica conhecida como Simulação de Monte Carlo e ainda o método da árvore de eventos (Event Tree Analysis - ETA). No que concerne ao primeiro método, o objetivo foi o de descrever uma aplicação do método da árvore de falhas na avaliação da probabilidade de falha de uma comporta do tipo segmento, componente do vertedouro de uma barragem. Embora pareça ser pouco explorado na literatura técnica, com poucas aplicações no domínio da engenharia de recursos hídricos, o método FTA apresentou-se bastante útil e promissor em suas aplicações nessa área do conhecimento. Nesta análise por árvore de falhas, o evento de topo foi definido como a falha de uma das oito comportas que compõem o vertedouro de superfície da pequena central hidrelétrica de Cajuru, localizada no rio Pará, no centro-sul de Minas Gerais. Todos os mecanismos e princípios de funcionamento da comporta foram analisados. O resultado obtido foi considerado satisfatório e compatível com os resultados de estudos semelhantes reportados na literatura. Na sequência, a técnica da simulação de Monte Carlo foi utilizada com o intuito de avaliar a probabilidade de galgamento da barragem de Cajuru, em decorrência de uma cheia de determinado tempo de retorno, considerando as incertezas presentes na análise local de frequência de vazões máximas anuais. O método de Monte Carlo, ao ter em conta as incertezas das estimativas de eventos de dado tempo de retorno, demonstrou ser de muita utilidade na avaliação completa da probabilidade de galgamento. No caso em estudo, a simulação mostrou que a barragem de Cajuru apresenta grau não desprezível de vulnerabilidade a eventos de grandes magnitudes. Por fim, houve uma aplicação da árvore de eventos que se revelou muito útil para identificação das sequências de eventos, caso as cheias de maiores tempos de retorno afluíssem ao reservatório da barragem de Cajuru. Apesar de ser amplamente difundida no meio técnico a adoção de probabilidades via julgamento por especialistas, esta pesquisa empregou uma abordagem diferente, com a atribuição de probabilidades na ETA feita através da árvore de falhas e da simulação de Monte Carlo, apresentando resultados para a possível ocorrência de galgamento compatíveis com valores divulgados em literatura.