Aplicação de Geomembranas BPM em Armazenamento de Barragens

As barragens e os reservatórios de água desempenham um papel fundamental na conservação da água, irrigação, controlo de cheias, geração de energia hidroelétrica e gestão de ecossistemas. Uma das questões críticas na engenharia de barragens é garantir a impermeabilidade e a estabilidade estrutural a longo prazo. As geomembranas BPM oferecem uma solução eficaz e de elevado desempenho para o revestimento e impermeabilização de albufeiras de barragens, aterros e estruturas hidráulicas associadas.

1. Importância das geomembranas no armazenamento de barragens

A infiltração de água através de albufeiras ou aterros de barragens pode levar a consequências extremas, incluindo instabilidade das encostas, erosão interna ou mesmo falhas catastróficas. Para mitigar estes riscos e garantir o armazenamento sustentável de água, os revestimentos de geomembranas são amplamente adotados como uma medida essencial de gestão de engenharia.

2. Principais aplicações das geomembranas BPM em projetos de armazenamento de barragens

2.1 Revestimento do fundo do reservatório

As geomembranas de polietileno de alta densidade (PEAD) são amplamente utilizadas no fundo dos reservatórios para construir uma barreira ininterrupta e impermeável que impede eficazmente a penetração da água no solo e nas camadas rochosas que se encontram por baixo. Esta aplicação é essencial em áreas com subsolos porosos ou instáveis, onde as perdas de água podem ser significativas. O revestimento do fundo da albufeira melhora a eficiência da operação da barragem e a segurança ambiental, mantendo os níveis de conservação da água e prevenindo a poluição das águas subterrâneas.

-Função: Evitar infiltrações verticais e perda de água.

-Vantagens: Manter a capacidade da albufeira, proteger os aquíferos da poluição e reduzir o risco de erosão dos leitos rodoviários permeáveis.

-Projetos típicos: barragens de irrigação, albufeiras municipais, armazenamento de água de emergência.

2.2 Revestimento de faces a montante de barragens de terra e rocha

Para barragens de terra e enrocamento, as geomembranas são geralmente instaladas no talude a montante como uma membrana estanque para impedir a infiltração do corpo da barragem. Esta instalação pode reduzir significativamente a erosão interna, melhorar a integridade estrutural da barragem e prolongar a sua vida útil. As geomembranas também podem ser expostas ou protegidas com camadas defensivas, como lajes de betão, solo ou enrocamento, dependendo das diretrizes do local e das preferências de projeto.

- Função: Impede que a infiltração penetre na estrutura da barragem.

- Vantagens: Prolonga a vida útil da barragem, previne a instabilidade das encostas e melhora a segurança das albufeiras de elevada queda.

- Instalação: Pode ser utilizado com manta geotêxtil ou cobertura de betão, dependendo da visibilidade e declive.

2.3 Controlo da Percolação em Barragens Auxiliares e suas Estruturas Acessórias

Em construções complexas de barragens, como barragens auxiliares, descarregadores de cheias ou canais de derivação, as geomembranas BPM são utilizadas para garantir uma infiltração segura em todos os componentes estruturais. Estas instalações auxiliares atravessam frequentemente uma variedade de materiais hidráulicos e terrenos acidentados, fazendo das geomembranas flexíveis e resistentes a produtos químicos a melhor opção para vedar superfícies e evitar perdas repentinas de água ou erosão.

- Função: Garante que não existem fatores suscetíveis nas ferramentas da barragem por onde a água possa escapar.

- Vantagens: Melhora a eficácia dos reservatórios aceites e protege os terrenos adjacentes de inundações.

-Aplicações: Projetos de armazenamento bombeado, albufeiras hidroelétricas, margens de canais e descarregadores.

2.4 Reabilitação de Reservatórios com Fugas

Quando as albufeiras e barragens antigas começam a apresentar sinais e sintomas de fugas, a renovação com geomembranas pode oferecer uma solução rápida, eficiente e de baixo custo. Comparativamente à reconstrução completa, a instalação de um revestimento de geomembrana requer escavação e danos mínimos na estrutura existente. Isto pode reparar a impermeabilidade, melhorar o desempenho do reservatório e prolongar a vida útil da instalação, além de gerar elevados custos de engenharia civil.

-Função: Atua como camada de vedação em betão rachado, argila erodida ou revestimentos asfálticos degradados.

-Vantagens: Instalação rápida, solução visivelmente mais barata e efeito mínimo no desenvolvimento ou nas operações atuais.

- Exemplos de utilização: renovação de lagoas agrícolas, reparação de fugas em barragens históricas, reparação de danos no revestimento de albufeiras industriais.

3.º Porquê escolher geomembranas BPM para armazenamento de barragens?

A seleção do dispositivo de revestimento adequado é fundamental para o sucesso, a segurança e a relação custo-benefício a longo prazo dos projetos de barragens e albufeiras. As geomembranas BPM destacam-se como uma solução desejada para fins de armazenamento de barragens devido ao seu desempenho comprovado, versatilidade de engenharia e qualidade reconhecida a nível global.

3.1 Impermeabilidade Superior

As geomembranas BPM, especificamente as fabricadas em PEAD e PEBD, proporcionam uma permeabilidade extraordinariamente baixa - normalmente <1 × 10⁻¹³ cm/s - garantindo a maior retenção de água. Isto é essencial em climas áridos, onde todos deixam cair coisas, e em áreas ambientalmente sensíveis, onde a infiltração deve ser evitada a todo o custo.

3.2 Alta Resistência Mecânica

Concebidas para funcionar sob pressão, as geomembranas BPM oferecem uma excelente resistência à tração, à perfuração e ao rasgamento, sendo adequadas para reservatórios profundos e aterros com sobrecarga pesada ou fundações rochosas. A sua robustez garante um desempenho geral a longo prazo, mesmo sob tensão hidrostática e recalque.

3.3 Excelente Química ae Resistência UV

As geomembranas de PEAD BPM são bastante resistentes a uma vasta gama de produtos químicos, sendo perfeitas para reservatórios que poupam água para irrigação, água para uso industrial ou material tratado quimicamente. Além disso, são estabilizadas contra os raios UV para resistir à degradação provocada pela exposição solar — um benefício essencial em barragens descobertas ou ambientes áridos.

3.4 Adaptável a Vários Projetos de Barragens

Quer se trate de revestimento da parte traseira de albufeiras, revestimento de taludes a montante, vedação de barragens de sela ou revestimento de retrofit, as geomembranas BPM são adequadas para diversas configurações de barragens. Além disso, podem ser facilmente integradas em estruturas de revestimento compostas com geotêxteis, GCL ou revestimentos de betão, dependendo do projeto de engenharia.

3.5 Instalação rápida e eficiente

A geomembrana BPM contém rolos grandes e pré-fabricados e auxilia a instalação com tecnologia de soldadura por fusão para costuras fortes e sem fugas. As suas casas de material flexível permitem uma fácil implantação em terrenos irregulares, encostas íngremes ou formas irregulares, reduzindo as taxas de mão-de-obra e o tempo de construção.

3.6 Economia de custos a longo prazo

Embora as geomembranas possam ter um valor inicial de material mais elevado do que os revestimentos de argila comuns, oferecem enormes vantagens de custo ao longo do ciclo de vida, reduzindo as perdas por infiltração, minimizando as necessidades de preservação e prolongando a vida útil do fornecedor da barragem. O resultado é um menor custo total de propriedade.

3.7 Experiência global em projetos e suporte técnico

Com iniciativas em mais de 100 países e compradores nos setores da irrigação, energia hidroelétrica, águas municipais e mineração, a BPM Geosynthetic traz a expertise global para cada projeto de barragem. A organização oferece soluções personalizadas, orientação técnica no local e qualidade certificada por terceiros para garantir o sucesso dos projetos.

3. Casos práticos de aplicação de geomembranas BPM em armazenamento de barragens

Caso 1: Revestimento de geomembrana de PEAD para barragem agrícola na Ásia Central

• Visão geral do projeto

- Localização: Região de Almaty, Cazaquistão

- Tipo de Projeto: Barragem de Armazenamento de Água para Rega

- Área Terreno: 450.000 m²

- Produto utilizado: geomembrana de PEAD limpa de 1,5 mm + geotêxtil não tecido

- Cliente: Autoridade Regional de Recursos Hídricos

• Histórico do projeto

A região de Almaty enfrenta uma escassez regular de água durante o verão devido à escassez de chuvas e à evaporação excessiva. Para auxiliar a irrigação agrícola e aumentar a segurança alimentar, o governo iniciou a construção de um grande reservatório de aterro fora do canal. A barragem foi concebida para reter oito milhões de metros cúbicos de água do escoamento superficial e do degelo.

Como o reservatório seria construído sobre solo aluvionar com impermeabilidade negativa, o controlo da infiltração tornou-se uma das principais prioridades da engenharia. A tarefa exigia um dispositivo de revestimento de alto desempenho para impedir a perda de água e garantir a segurança do reservatório.

• Desafios e Requisitos

- Elevado risco de infiltração: o solo herbáceo era constituído por solos arenosos e de cascalho soltos, com elevada permeabilidade.

- Grande Superfície: A área coberta ultrapassou os 250.000 m², incluindo tanto o fundo da albufeira como as encostas dos aterros.

- Temperaturas extremas: a vizinhança apresenta grandes variações de temperatura, desde -25°C no inverno até +40°C no verão.

- Restrições de tempo: a agenda de desenvolvimento costumava ser apertada devido à natureza sazonal do deslizamento de água e da procura de irrigação.

- Durabilidade: O revestimento deve durar mais de 20 anos com manutenção mínima.

• Solução fornecida através do BPM

Após avaliação técnica e consulta, a BPM Geosynthetics propôs uma máquina de revestimento completa utilizando:

• Geomembrana de PEAD lisa de 1,5 mm:

- Fabricado com resina HDPE virgem estabilizada contra os UV

- Excelente resistência química e estabilidade dimensional

- Certificado de acordo com as normas ISO9001 e CE

• Geotêxtil não tecido agulhado de 200 g/m²:

- Instalado como camada tampão abaixo da geomembrana

- Evita perfurações causadas por cascalho afiado ou irregularidades do subsolo

• Tecnologia de soldadura por fusão:

- Todas as costuras foram soldadas com máquinas de soldadura de cunha quente computorizadas

- Energia da costura examinada no local de acordo com a norma ASTM D6392

• Suporte técnico no local:

A BPM disponibilizou um técnico sénior para informar as equipas locais e garantir a instalação, o controlo de qualidade e os testes adequados.

• Destaques da construção

- A geomembrana já foi entregue em rolos de 12 metros de largura para uma implantação mais rápida

- A taxa de instalação teve uma média de 10.000 m²/dia em algum momento nas fases superiores

- Os testes diários de integridade foram realizados utilizando métodos de teste de pressão de ar e de campo de vácuo

- Uma vala de lastro de cascalho era utilizada ao longo do perímetro para ancorar as bordas da geomembrana

• Resultados e feedback do cliente

Após o comissionamento, o reservatório reteve água de forma eficaz em algum momento da primeira época de rega, com zero infiltração detetável. A avaliação da humidade por satélite estabeleceu uma perda mínima de água, e as inspeções no local não confirmaram danos no revestimento ou pontos de tensão.

O dispositivo de geomembrana da BPM superou as expectativas. A equipa técnica forneceu o apoio essencial, e o reservatório está agora totalmente operacional, exceto por fugas. Esta solução ajudou-nos a preservar água preciosa e a ajudar as comunidades agrícolas locais.

• Impacto e benefícios

- Redução das Perdas de Água: Estimativa de poupanças financeiras anuais de mais de 700.000 m³ de água

- Eficiência de custos: menores custos de preservação a longo prazo em contraste com os núcleos de argila ou os revestimentos de betão

- Sustentabilidade: Maior segurança hídrica regional e produtividade agrícola

- Escalabilidade: O sucesso deste desafio levou a funções de transporte marítimo comparáveis ​​nas províncias vizinhas

Caso 2: Geomembrana de PEBDL para barragem hidroelétrica na América do Sul

 

• Visão geral do projeto

- Localização: Região de Cusco, Peru (Terra Alta Andina)

- Tipo de Projeto: Barragem Hidroelétrica de Montanha – Bacia de Armazenamento de Água

- Área Total Forrada: 470.000 m²

- Produto utilizado: geomembrana LLDPE texturizada de 1,5 mm + geotêxtil de 300 g/m²

- Cliente: Ministério da Energia e Minas do Peru

• Histórico do projeto

No âmbito de um plano nacional de diversificação energética, o governo peruano financiou o desenvolvimento de uma central hidroelétrica a fio de água no planalto de Cusco. Para compensar o degelo sazonal e melhorar a consistência da tecnologia energética, foi construída uma bacia de armazenamento a uma altitude elevada, a 3.900 metros acima do nível do mar.

A bacia já foi rodeada por terrenos montanhosos instáveis, com rochas fraturadas e cascalho solto. Um revestimento impermeável era indispensável para reter a água, impedir a infiltração no leito rochoso fraturado e evitar qualquer contaminação das zonas húmidas das terras altas circundantes.

• Desafios e Requisitos Técnicos

- Altitudes extremas e tempo frio: as temperaturas desciam geralmente abaixo de zero; a exposição aos raios UV costumava ser elevada a altitudes elevadas.

- Subleito irregular e rochoso: o subleito necessitava de um revestimento que se adaptasse ao terreno irregular e resistisse à perfuração.

- Estabilidade de taludes: as encostas íngremes apresentam tensões de corte excessivas e risco de escorregamento.

- Sensibilidade ambiental: a bacia costumava estar localizada perto de um frágil ecossistema de zonas húmidas, exigindo uma prevenção rigorosa de fugas.

- Período de construção limitado: apenas 4 meses estão disponíveis para a montagem devido ao clima sazonal.

• Solução através de Geossintéticos BPM

Para fazer face ao exposto acima, a BPM propôs um sistema de revestimento compósito concebido para flexibilidade, durabilidade e aderência à inclinação:

• Geomembrana LLDPE texturizada de 1,5 mm:

- Oferece maior alongamento no momento do esmagamento e flexibilidade do que o HDPE

- Pavimento texturado com melhor interface de atrito em declives acentuados

- Resistente aos UV e adequado para condições descobertas em altitude

• Geotêxtil agulhado de 300 g/m²:

- Colocado sob o revestimento para segurança do subleito e resistência à perfuração

- Instalado em duas camadas em zonas de alta pressão (região dos pés e saídas de drenagem)

• Projeto de vala de ancoragem:

- As valas de ancoragem do perímetro e da crista foram reforçadas com blocos de betão para fazer face à elevação e ao deslizamento

- Testes de elevação eólica realizados antes da implantação do transatlântico

• Monitorização completa de QA/QC:

- Cada costura soldada foi submetida a testes de stress do canal de ar

- O laboratório no local realizou verificações de energia de cisalhamento e descascamento em conformidade com a norma ASTM D7002

• Construção e Implementação

- Os materiais foram transportados por via aérea para o local devido ao acesso distante

- Apesar do ambiente hostil, a geomembrana costumava ser instalada a um ritmo de 6.000–8.000 m²/dia

- Geomembrana texturada aplicada adequadamente em declives acentuados, eliminando a necessidade de reforço da geogrelha

- A população local obteve formação de engenheiros da BPM sobre como lidar com e métodos de soldadura a altitudes elevadas

• Resultados e feedback do cliente

A tarefa foi concluída dentro do prazo, e a bacia já está em funcionamento há duas estações chuvosas completas. A retenção de água superou as expectativas do formato, e o sistema de revestimento não apresentou sinais de deslizamento, fuga ou degradação por UV.

• Feedback do cliente:

O desempenho global da geomembrana LLDPE da BPM sob pressão de alta altitude foi notável. Ela suportou o frio, o terreno e a exposição ao vento melhor do que o esperado. O piso texturizado proporcionou-nos maior confiança em áreas íngremes. Recomendamos especialmente a BPM para projetos complexos de barragens ou albufeiras.

• Benefícios do projeto e impacto a longo prazo

- Prevenção de fugas: proteção das zonas húmidas a jusante contra possíveis infiltrações

- Estabilidade na geração de energia: água regular disponível para os geradores durante todo o ano

- Conformidade Ambiental: Cumpriu todos os requisitos estabelecidos com o auxílio da autoridade de supervisão ambiental do Peru (OEFA)

- Modelo replicável: adotado como modelo generalizado para diferentes revestimentos de reservatórios de altitude nos Andes

4.º A BPM Geomembrane é o parceiro certo para o seu projeto de armazenamento de barragens?

Com mais de 18 anos de experiência, exportações para mais de cem países e certificações de terceiros (ISO, CE, SGS), a BPM oferece produtos fiáveis, apoio técnico especializado e um historial comprovado em infraestruturas hídricas complexas. Quer se trate de uma nova construção ou reabilitação, as geomembranas BPM são concebidas para oferecer um desempenho excecional.