Análise do comportamento estrutural de barragens afetadas por expansões do betão. Aplicação à barragem de Fagilde

Abstract

As barragens são grandes obras de engenharia que, pelas suas funções, têm sempre um importante impacto económico, humano e ambiental na sua zona de implantação e áreas circundantes. Tratando-se de estruturas de importância vital, apresentam também um elevado potencial de risco, pelo que é fundamental disporem de um sistema de observação adequado que permita avaliar o seu comportamento para ações estáticas e dinâmicas. Atualmente existem em Portugal e no mundo, uma percentagem significativa de barragens sujeitas a processos de deterioração devidos a reações expansivas do betão de origem interna, nomeadamente reações álcalis-agregados e reações sulfáticas. Este tipo de fenómeno deve-se à utilização de agregados que contêm minerais que reagem com a solução intersticial do betão, extremamente alcalina. Estas reações formam produtos expansivos como a etringite e os geles sílico-alcalinos, que absorvem água, expandem e provocam fissuração no betão, conduzindo assim à depreciação das suas propriedades mecânicas, principalmente no que respeita à resistência à tração e módulo de elasticidade. A degradação das propriedades do betão pode ser quantificada analisando todo o historial da obra, designadamente as alterações da resposta da estrutura avaliada pelos resultados obtidos através da monitorização contínua e também de ensaios laboratoriais específicos efetuados ao abrigo de programas de inspeção regulares que dão informação relevante, embora localizada. É apresentado como caso de estudo a barragem de Fagilde. Esta barragem apresenta elementos na sua estrutura com fendilhação expressiva causada por reações sulfáticas e por reações álcalis-sílica. Neste documento serão apresentados diversos trabalhos realizados para estudar o comportamento estrutural desta barragem. Apresenta-se também um modelo numérico para análise do comportamento da barragem desenvolvido com recurso ao método dos elementos finitos, que contempla todos os elementos da estrutura e sua fundação de modo a simular o comportamento da barragem ao longo da sua vida, incluindo os efeitos macroscópicos das reações expansivas, recorrendo a um modelo viscoelástico para o comportamento do betão.