SISTEMA MODULAR DE BARRAGEM METÁLICA, FUNDAÇÃO PARA BARRAGEM METÁLICA E BARRAGEM METÁLICA CORRESPONDENTE
Campo de aplicação [001] A presente invenção pertence ao campo da engenharia hidráulica, notadamente de elementos de contenção e controle de água, incluindo barragens e afins, especialmente barragens para usinas hidrelétricas, introdução [002] A presente invenção se refere a um sistema modular de barragem metálica, a uma fundação para barragem metálica e a uma barragem metálica correspondente.
Estado da técnica [003] Existem diferentes soluções do estado da técnica que contemplam a construção de barragens ou contenções metálicas para a retenção de água para usinas hidrelétricas, para o controle de erosão, redução da velocidade em inundações ou avalanches etc.
[004] Algumas dessas soluções são representadas, por exemplo, pelos documentos patentários CN 101974896 e CN 101450706 os quais revelam estruturas treliçadas, respectivamente, para uma barragem e para uma comporta de barragem. É de se notar que ambas as soluções demandam estruturas de treliça pesadas, com fundações planas e maciças e não fazem menção a nenhum tipo especial de vedação ou de paramento. Além disso, nenhuma das duas soluções se apresenta como modular.
[005] Existe, portanto, espaço para um sistema modular de barragem metálica que proveja uma barragem modular, resistente e leve e com características de vedação que atendam às condições operacionais (estáticas e dinâmicas) de barragens.
Objetivo da invenção [006] O objetivo da presente invenção é prover um sistema modular de barragem metálica de acordo com as características da reivindicação independente de número 1 do quadro reivindicatório anexo. Outro objetivo da presente invenção é prover uma fundação para barragem metálica de acordo com as características da reivindicação independente de número 19. Finalmente, outro objetivo da presente invenção é uma barragem metálica de acordo com as características da reivindicação independente de número 26. Detalhamentos dessas características e/ou características adicionais estão definidas pelas respectivas reivindicações dependentes do quadro reivindicatório anexo.
Breve descrição das figuras [007] Para melhor entendimento e visualização do objeto da presente invenção, a mesma será agora descrita com referência às figuras anexas, representando o efeito técnico obtido por meio de modalidades exemplares não limitantes do escopo da presente invenção, em que, esquematicamente: [008] Figurai; apresenta uma vista em perspectiva de um sistema modular de barragem metálica de acordo com a invenção, mostrando um módulo do sistema a montante da barragem e evidenciando seus elementos constitutivos;
[009] Figura 2; apresenta uma vista em perspectiva de um sistema modular de barragem metálica de acordo com a invenção, mostrando um módulo do sistema a jusante da barragem e evidenciando seus elementos constitutivos;
[010] Figura 3: apresenta uma vista em perspectiva de uma fundação para barragem metálica de acordo com a invenção, mostrando uma fundação a jusante da barragem e evidenciando seus elementos constitutivos;
[011] Figura 4; apresenta uma vista lateral da fundação da figura 3;
[012] Figura 5: apresenta uma vista em perspectiva de um módulo básico do sistema modular de barragem metálica de acordo com a invenção, a jusante da barragem;
[013] Figura 6: apresenta uma vista em perspectiva de uma barragem modular de acordo com a invenção, a montante; e [014] Figura 7: apresenta uma vista a jusante da barragem modular da figura 6.
Descrição detalhada da invenção Sistema modular de barragem metálica (100) [015] Como pode ser inferido a partir das figuras anexas, em especial das figuras 1 e 2, o sistema modular de barragem metálica (100) de acordo com a invenção compreende: [016] (i) um contraforte metálico (200) compreendendo barras transversais (210), barras longitudinais (220), barras oblíquas (230) e barras de contraforte (240);
[017] (ii) uma fundação (300) compreendendo vigas transversais (310), vigas longitudinais (320), vigas de vedação (330) e preenchimento de regularização (340); e [018] (iíí) uma vedação (400) compreendendo perfis de vedação (410), paramentos metálicos (420, 421, 422), manta de vedação (430) e chapa de finalização (440).
[019] De acordo com a invenção, “longitudinal" significa paralelo ao eixo da barragem e “transversal” significa perpendicular ao eixo da barragem. Contraforte metálico (200) [020] O contraforte metálico (200) de acordo com a invenção é dotado de estrutura em forma de treliça com barras transversais (210), barras longitudinais (220), barras oblíquas (230) interligando as barras transversais (210) e as barras longitudinais (220) e barras de contraforte (240).
[021] Em uma modalidade preferencial da invenção, as barras (210, 220, 230, 240) são perfis metálicos tubulares, preferenciafmente confeccionados em aço, em que o aço é, preferencialmente, aço Corten, Cosacor ou Niocor ou similar, [022] O contraforte metálico (200) é fixado ao solo ou leito por meio da fundação (300).
Fundação (300) [023] A fundação (300) de acordo com a invenção é composta basicamente de quatro elementos, aqui tratados e representados separadamente para fins explicativos, que são: vigas transversais (310), vigas longitudinais (320), vigas de vedação (330) e preenchimento de regularização (340).
[024] As vigas transversais (310) possuem placas de ancoragem (311, 312, 313) para apoiar as barras (210, 230, 240) do contraforte metálico (200), em que as placas de ancoragem (311) apoiam as barras de contraforte (240) e as placas de ancoragem (312, 313) apoiam as barras transversais (210) e, eventualmente, as barras oblíquas (230).
[025] As vigas transversais (310) também possuem abas (314) dispostas em sua parte inferior e a jusante do contraforte metálico (200).
[026] Em uma modalidade preferencial da invenção, as vigas transversais (310) são confeccionadas em concreto armado e as placas de ancoragem (311, 312, 313) são preparadas juntamente com as vigas transversais (310).
[027] Em uma modalidade preferencial da invenção, as vigas longitudinais (320) são confeccionadas em concreto armado e preparadas juntamente com as vigas transversais (310).
[028] As vigas de vedação (330) são vigas em “L” dispostas a montante da barragem, diante das vigas transversais (310) e longitudinais (320), promovendo o fechamento a montante da barragem, possuindo embutidos em sua parte superior perfis de vedação (410) da vedação (400) da barragem.
[029] Em uma modalidade preferencial da invenção, as vigas de vedação (330) são confeccionadas com uma cortina de injeção de calda de cimento comum.
[030] Os preenchimentos de regularização (340) são dispostos sobre a região de ligação entre as vigas transversais (310) e longitudinais (320), regularizando a superfície para a vedação (400).
[031] Em uma modalidade preferencial da invenção, o preenchimento de regularização (340) é confeccionado em concreto simples, sem armadura. Vedação (400) [032] A vedação (400) de acordo com a invenção compreende perfis de vedação (410), paramentos metálicos (420, 421, 422), manta de vedação (430) e chapa de finalização (440).
[033] Os perfis de vedação (410) são, conforme descrito acima, embutidos na parte superior das vigas de vedação (330), possuindo uma de suas superfícies exposta ou voltada para cima, conforme pode ser inferido especialmente a partir do detalhe ampliado da figura 1.
[034] Em uma modalidade preferencial da invenção, os perfis de vedação (410) são confeccionados em material sintético, preferencial mente de polietileno de alta densidade ou PEAD ou similar soldável e coláveí.
[035] Os paramentos metálicos (420, 421, 422) são perfis metálicos dispostos longitudinalmente e fixados ao contraforte metálico (200), por exemplo, por meio de solda ou parafusos ou elementos de fixação similares, dividindo-se em paramentos maiores (420), paramentos intermediários (421) e paramentos menores (422), de acordo com a sua situação de carregamento na barragem. Os paramentos maiores (420) são dispostos na parte mais baixa da barragem que, como é de conhecimento dos versados na técnica, suporta a maior coluna de água, enquanto os paramentos intermediários (421) ficam, aproximadamente, na metade da barragem e, por fim, os paramentos menores (422) são dispostos na parte mais alta da barragem, adequando suas dimensões à efetiva carga que suportam e, assim, economizando material e reduzindo os custos de construção. É de se notar que, dependendo do tipo construtivo da barragem e, especialmente do tamanho da barragem, podem ser utilizados menos ou até mais de três tamanhos diferentes de paramentos.
[036J Em uma modalidade preferencial da invenção, os paramentos metálicos (420, 421, 422) são perfis metálicos tubulares, preferencialmente confeccionados em aço, em que o aço é, preferenciaimente, aço Corten, Cosacor ou Niocor ou similar.
[037] A manta de vedação (430) é uma manta flexível de material sintético, preferenciaimente de polietileno de alta densidade ou PEAD ou similar soidável e colável. É de se notar que o material para os perfis de vedação (410) e a manta de vedação (430) deverá ser, preferencialmente, o mesmo ou pelo menos um material compatível em termos de processamento (colagem ou soldagem ou similar). Desse modo, será possível fixar a manta de vedação (430) ao perfil de vedação (410) estabelecendo uma conexão impermeável na parte inferior da barragem, em que o perfil de vedação (410) estabelece a ligação entre a manta de vedação (430) e a fundação (300).
[038] É de se notar que a característica de resiliência da manta de vedação (430) permite que a mesma sofra deformações acompanhando as deformações da barragem oriundas do carregamento bem como da dilatação térmica, sem que a estanqueidade da barragem como um todo seja comprometida por conta de variações dimensionais.
[039] Já a chapa de finalização (440) é um componente de fixação e/ou esticamento da manta de vedação (430) e deverá ser disposta no topo da barragem e, preferencialmente, nas extremidades das barras de contraforte (240) e perpendicutarmente ao eixo longitudinal dos mesmos. À mesma será fixada a borda da manta de vedação (430) evitando que a mesma deslize barragem abaixo.
[0401 Em uma modalidade preferencial da invenção, a chapa de finalização (440) é confeccionada em aço. Módulos [041] Os componentes supracitados do sistema modular de barragem metálica (100) de acordo com a invenção formam um módulo básico (1000) que, corno pode ser inferido especialmente a partir da figura 5, compreende: [042] (i) um contraforte metálico (200);
[043] (ii) uma fundação (300); e [044] (iii) uma vedação (400).
[045] Uma barragem modular (2000) pode ser formada partindo-se de um módulo básico (1000) e anexando-se a este vários outros módulos básicos (1000) adjacentes, como pode ser inferido especialmente a partir das figuras 6 e 7.
[046] As vigas longitudinais (320) suportam a pressão entre os vãos dos módulos da barragem modular (2000) e as vigas transversais (310) transmitem toda a carga oriunda da estrutura metálica ao leito ou base (rocha).
Conclusão [047] Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na presente invenção sem com isso se afastar dos conceitos expostos na descrição acima. Essas modificações devem ser consideradas como compreendidas pelo escopo da presente invenção. Consequentemente, as concretizações particulares descritas em detalhe anteriormente são somente ilustrativas e exemplares e não limitativas quanto ao escopo da presente invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações em anexo e de todos e quaisquer equivalentes da mesma.
REIVINDICAÇÕES