Inquérito em Massingir

 

Na sequência de um grave acidente hidráulico na barragem de Massingir, em Maio 2008 o Governo de Moçambique designou uma comissão de inquérito  para, em 21 dias, investigar as causas da anomalia.

 

Um relatório preliminar da comissão de inquérito foi submetido ao Governo em devido prazo, pelo que se aguarda para breve a divulgação pública dos resultados do inquérito e subsequentes decisões do Governo.

 

Recorde-se que o investimento público na reabilitação de Massingir custou cerca de 125 milhões USD financiados pelo African Development Fund (AfDB) em duas tranches (UA 61 + UA 17 milhões).

 

Massingir Barragem/Dam

xitizap # 39

o senhor beberia?

o modelo HCB

Zambeze - parto 2008/09

vêm aí os Nukes

soltas

 

quem torto nasce …

 

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notas sobre estado da Barragem de Massingir antes da reabilitação ora em curso

por Júlio B. Martins, Rui A. Furtado e António C. da Silva

 

 

A Barragem de Massingir é uma barragem de terra do tipo misto com um desenvolvimento na crista de perto de 4,5 kms, devendo por isso ser a mais longa de África e uma das mais longas do mundo.

 

A barragem situa-se no rio dos Elefantes que é um afluente da margem direita do rio Limpopo. O rio dos Elefantes nasce na África do Sul, atravessa a reserva de caça do Kruger Park e desagua no Limpopo a cerca de 120 kms a sudeste da povoação de Massingir. A barragem dista apenas cerca de 20 kms da fronteira com a África do Sul na área do Kruger Park. Junto à fronteira o rio tem leito rochoso e pequena largura, mas dentro de Moçambique alarga-se muito rapidamente.

 

No local da barragem o vale é muito largo com duas partes bem distintas: uma relativamente estreita e cavada correspondente ao leito menor do rio e outra muito mais larga correspondendo ao leito do rio em cheia. Por isso, o corpo da barragem divide-se em duas partes: uma com altura máxima de cerca de 49 m e uma extensão de algumas centenas de metros e outra com cerca de 24 m de altura e da ordem de 4 kms de extensão.

 

A prospecção geológica e geotécnica para a barragem começou em meados da década de 60 e foi logo requerido ao LEM (Laboratório de Engenharia de Moçambique) que acompanhasse essa prospecção e realizasse a primeira campanha de sondagens. Ao longo do eixo projectado para a barragem foram abertos poços e sanjas para exame do terreno. Verificou-se desde logo que a margem esquerda (oposta à povoação de Massingir) tendo maior inclinação, era também a que apresentava rocha alterada a pequena profundidade enquanto que na sua margem direita as

elevações tinha solos aluvionares pré-consolidados com seixos de dimensões variadas dispersos numa matriz de solo areno-siltoso de cor castanha.

 

No leito menor, por onde o rio normalmente corre, e que se encosta à margem esquerda do vale, há areias limpas de granulometria variada. No leito maior, que era plano, à superfície, havia solos silto-argilosos castanhos. Na margem esquerda do leito menor havia uma escarpa com grés conquífero, sendo a maior parte das conchas de ostras de grandes dimensões. Abriu-se uma galeria de pequenas dimensões nessa formação e verificou-se que o grés tinha bastantes vazios e era frágil. Durante as escavações para a descarga de fundo verificou-se que essa formação era descontínua e muito heterogénea alternando as concreções de conchas com camadas de argilitos e silto-argilitos (camadas aluvionares pré-consolidadas).

 

As primeiras sondagens revelaram na zona do leito maior do rio uma camada à superfície com poucos metros de espessura do solo silto-argiloso compacto castanho, seguida de areias com seixos. Nalguns locais esta formação tinha por baixo um grés conquífero. No leito menor, na zona onde corria o rio havia areias grossas até profundidades que no máximo atingiam 29 m. Na base havia uma pequena camada de seixo e surgia uma formação de rocha alterada de tipo metamórfico. Á medida que as sondagens se aproximavam da margem direita do leito ou nas zonas de menor velocidade das águas havia areias finas e siltosas.

Na segunda campanha de sondagens realizada por um empreiteiro, que abrangera particularmente a margem direita do leito menor do rio, verificou-se a existência de grés de grão muito fino e cimento argiloso, friável a poucos metros de profundidade, tendo por cima uma camada de areia fina siltosa.

 

Além das campanhas de sondagens foram abertos poços a jusante e a montante do eixo projectado da barragem com vista à definição de “câmaras de empréstimo” de solos para o núcleo e para os maciços de encosto que formam o corpo da barragem. Todos os solos foram analisados no LEM e todos os resultados foram enviados para Lisboa e entregues aos projectistas.

 

A construção da barragem iniciou-se em 1972 e conclui-se em 1975, ano da independência.

 

Durante a construção, a fiscalização logo encontrou dificuldades na fundação do encontro da margem direita do leito maior (lado da Massingir). Encontrou aí uma formação arenosa (muito permeável que não sendo removida, permitia importantes fugas de agua e erosão do corpo da barragem. A remoção dessa camada arenosa foi incompleta dada a sua grande extensão e profundidade. Caso semelhante aconteceu noutros locais dessa extensa zona da barragem.

 

Por outro lado o projecto previa no leito menor que a barragem encastrasse nas areias do rio realizando-se a “impermeabilização” através de uma camada de solo argiloso colocada sobre o leito do rio desde a base da barragem até várias centenas de metros para montante. Isto é, reduziam-se as perdas de caudal por aumento do percurso de percolação, mas esta não era impedida por baixo do corpo principal da barragem na zona do leito menor do rio. Além disso as areias do leito do rio sob a barragem foram compactadas por “vibrocompactação”. Esta, porém, só atingiu as camadas superiores (até cerca de 10 m de profundidade). Esta ténica consistia em introduzir no solo corpos cilindricos sugeitos a forte vibração (“agulhas” vibrantes).

 

Nestas condições foi realizada a construção da barragem que incluía um descarregador de cheias de betão na margem esquerda com um canal de restituição também em betão e uma bacia de dissipação de energia no termo desse canal, cerca de uma centena de metros a jusante do corpo da barragem.

 

A descarga de fundo foi localizada na margem direita do leito menor do rio. Para esse efeito foi cavado a montante um canal de desvio das águas do leito do rio para a embocadura da descarga de fundo. Da comporta de fundo a água saía por uma conduta forçada de grande diâmetro e era restituída ao rio logo a jusante do pé da barragem. Os solos para construção da barragem foram retirados principalmente de câmaras de empréstimo situadas a montante da barragem na “planície” que constitui o leito maior do rio (margem direita).

 

No ano de 1978 realizou-se o primeiro enchimento da barragem. Logo se notaram no encontro da margem direita do leito maior e noutros três ou quatro locais dessa margem, “ressurgências” de água contendo algum solo fino (erosão interna) cujo caudal aumentava bastante quando o nível de água na albufeira subia a cotas de cerca de metade da amplitude prevista.

 

Também o caudal subterrâneo na zona do leito menor era bastante elevado. Não foi, portanto, possível encher a barragem até à cota do projecto, devido ao perigo de forte erosão interna e perda de estabilidade.

 

Foram então chamados os projectistas que em conjunto com especialistas portugueses e brasileiros se deslocaram ao local e examinaram o local da barragem depois de esvaziada. Mandaram, entretanto, fazer na zona critica do pé da jusante (algumas centenas de metros do encontro da margem direita) dois furos de cerca de 200mm de diâmetro com 4 furos piezométricos de pequeno diâmetro à volta de cada um.

 

Para a zona do leito menor do rio onde há percolação franca sob a barragem, mandaram executar “poços de alívio”, facilitando a percolação sem grandes gradientes hidráulicos. Do seu relatório consta terem verificado a montante, na zona das câmaras de empréstimo, a existência no terreno de buracos de forma cónica de infiltração de água e solo (“sink holes”), típicos da infiltração com erosão interna.

 

A conclusão a tirar era a de que havia percolação de água sob a barragem e a linha freática cortava o pé da jusante da barragem em vários locais do lado da margem direita. O facto de se terem feito escavações e retirado solos nas câmaras de empréstimo a montante tinha facilitado o acesso da água ás camadas arenosas inferiores.

Também o 1º. autor foi convidado em 1980 a visitar a barragem e fazer um relatório. Na altura em que fez a visita o enchimento da barragem estava a pouco mais de meio. Pelos furos piezométricos instalados no pé da talude da margem direita como acima referimos, saía um caudal repuxante de água e na base de alguns furos estava depositado um sal branco que reconhecemos ser essencialmente cloreto de sódio. Efectivamente tendo provado a água dos vários furos verificamos que de alguns saía água francamente salgada, noutros a água era doce, havendo ainda furos com água salobra. Estes factos provam que os caminhos de percolação que conduziam aos furos piezométricos variavam de furo para furo e que no seu trajecto sob a barragem a água atravessava zonas de uma formação salgada, certamente a de areia e/ou grés conquífero.

 

Concluía-se assim que em épocas geológicas passadas houve transgressões marinhas que atingiam aquele local.

 

Ao longo do pé do talude de jusante havia uma vala pequena que recebia águas das nascentes vindas, umas do lado do encontro da margem direita e outras de duas zonas criticas próximas do local onde foram instalados os piezómetros.

Em relação ás causas da percolação por baixo da barragem e da linha freática cortar o talude de jusante quando a cota de água sobe acima de cerca de meia altura da barragem, todos os relatórios apontam para infiltrações nas areias da base da barragem e possivelmente mesmo através da formação gresosa inferior que é bastante esburacada e fendilhada.

 

Quanto à forma da reparação da barragem os relatórios são muito díspares. Alguns sugerem o espalhamento de solos argilosos nas lagoas das câmaras de empréstimos de montante por onde se pensa que se dão as infiltrações. É, porém, duvidoso que tal tratamento fosse eficiente porque, por exemplo, um dos pontos de saída de água é o encontro da margem direita.

Outros relatórios sugerem o uso da “jet grouting” aplicado a partir do paramento de montante nas zonas onde se notam ressurgências a jusante. Outros ainda sugerem o uso de uma parede moldada estanque até atingir as camadas

inferiores nas zonas acima referidas.

 

Nestas duas soluções e principalmente na de “jet grouting” a questão principal é a de saber se a percolação se dá apenas através dos solos arenosos da base da barragem ou se também se dá apreciavelmente através da formação gresosa, onde exista. Se a percolação através desta formação não for grande o tratamento por “jet grouting” ou uso de paredes moldadas será suficiente. Porém, se a formação gresosa for bastante permeável, como parece ser, terá de ser ela própria injectada. Todavia dada a heterogeneidade e fracturação dessa formação esse trabalho da impermeabilização apresenta grandes dificuldades.

Em principio qualquer campanha de injecções deverá ser precedida duma campanha de ensaios de permeabilidade por injecção de água para se localizarem com rigor as zonas de maiores permeabilidades do “bed rock” de grés conquífero. Acontece que estes trabalhos têm elevados custos, semelhantes aos da própria injecção de cimento.

 

Em 1980 sugeriu-se a construção de uma parede moldada estanque a montante, parede que se procuraria encastrar na formação gresosa nas zonas onde se notam ressurgências. Consta que actualmente (no âmbito da reabilitação da barragem, n.e.) se pensa em “jet grouting” apenas nessas zonas de ressurgências.

 

Pode, porém, acontecer que as infiltrações a montante não se verifiquem só nas zonas onde há ressurgências a jusante. Assim, só por campanhas sucessivas de “jet grouting” e injecções na zonas criticas se poderá resolver a questão uma vez que o tratamento de todo o comprimento da barragem tem custos proibitivos.

 

Um outro problema que existia em 1980 era a erosão das paredes do canal de restituição da descarga de fundo, devida à grande velocidade da água na saída. As paredes do canal são de “grés” argiloso de grão fino muito friável.

O problema terá sido ultrapassado com uma estrutura de betão armado em grelha revestindo o canal tendo por trás um filtro com material grosso (brita) envolvido em geotêxtil para, no contacto com o solo “gresoso” fino, evitar o arrastamento deste.

 

extractos de:

 

CASOS DE OBRAS DE ENGENHARIA CIVIL EM  MOÇAMBIQUE

Júlio B. Martins1(*), Rui A. Furtado2 e António C. da Silva3

1Universidade de Minho, Depart. Engª Civil (DEC), Guimarães, Portugal

2Universidade de Coimbra, Depart. Engª Civil (FCTUC), Coimbra, Portugal

3Carnaxide, Lisboa, Portugal

 

5º Congresso Luso-Moçambicano de Engenharia 2º Congresso de Engenharia de Moçambique

Maputo, 2-4 Setembro 2008