Influência da Erodibilidade de Enrocamento na Formação de Brechas

O tempo de formação e a geometria da brecha são fatores cruciais em estudos de ruptura hipotética de barragens, pois influenciam diretamente o volume mobilizado e o hidrograma de ruptura.

Para a análise, foram adotados dois modelos principais: o de Froehlich (2016), voltado à definição dos parâmetros geométricos e temporais em casos de instabilidade, e o método de erodibilidade do maciço proposto por Meng (2025), aplicado a situações de galgamento ou erosão interna. Nesse último, o tempo de formação e a profundidade da brecha são condicionados à resistência à erosão do material.

Aplicação da Metodologia de Meng (2025)

Nos cenários simulados para o maciço principal, a metodologia de Meng (2025) foi utilizada para avaliar a abertura de brecha, atribuindo ao índice de erodibilidade (Kh) papel fundamental na determinação da progressão erosiva.

Entretanto, o estudo não apresenta parâmetros de Kh aplicáveis especificamente a enrocamentos. Essa limitação compromete a aplicabilidade do método nessa região do maciço, já que estruturas em enrocamento apresentam resistência significativamente superior ao arraste hidráulico. Isso ocorre devido ao maior peso dos blocos, ao intertravamento natural e ao espalhamento do material com trator de esteira durante a construção, que gerou maior engaste dos blocos.

A literatura técnica descreve que, em enrocamentos compostos por blocos grandes e intertravados, há uma combinação de tensão crítica de arraste (τcr) elevada com índice de erodibilidade (Kh) alto. Dessa forma, a brecha demora a se formar, mas, quando inicia, pode evoluir caso haja força suficiente para instabilizar a matriz construída.

Importância da Definição dos Parâmetros de Erodibilidade

A correta definição dos parâmetros de erodibilidade é essencial, pois impacta diretamente no tempo de abertura da brecha e em suas dimensões finais. Por isso, recomenda-se o uso de metodologias que considerem critérios de hidráulica de canais revestidos com enrocamento, avaliando a possibilidade física de mobilização desse material.

Nesse contexto, sugerem-se metodologias simples e complementares que comparam a tensão hidráulica disponível na brecha com a resistência do enrocamento. Entre os cálculos aplicáveis, destacam-se:

• Equação da tensão de cisalhamento de fundo (Shields simplificado), que avalia a mobilização a partir da relação entre a tensão atuante (τb) e a tensão crítica para arraste (τcr);
  
• Equação da velocidade crítica de arraste (Vcr), que permite verificar a estabilidade frente às velocidades de pico simuladas no hidrograma.
  
  

Se a tensão hidráulica calculada for inferior à tensão crítica, ou se a velocidade de pico for menor que a velocidade crítica, conclui-se que o enrocamento permanece estável.

Profundidade da Brecha e Considerações Normativas

Outro aspecto relevante é a profundidade da brecha. Não se deve assumir automaticamente que a ruptura avançará até a fundação da estrutura, sobretudo em barragens reforçadas por enrocamento e filtros que atuam como barreiras à erosão.

Mesmo que a ABNT NBR 17.188 (2024) determine de forma clara que a “altura final da brecha deve ser considerada como a maior diferença entre a crista da estrutura e a seção de controle do escoamento durante a abertura de brecha”, é fundamental avaliar a física do movimento e a real possibilidade de tal mobilização ocorrer. Essa abordagem aproxima o modelo da realidade, favorecendo a proteção de vidas de forma mais direta e consistente.

O enrocamento na face de jusante desempenha função de armadura (armoring), mantendo blocos maiores estáveis mesmo quando partículas finas são removidas. Esse comportamento justifica limitar a profundidade da brecha acima da fundação, o que resulta em menor volume mobilizado, alteração no hidrograma de ruptura e redução da vazão de pico.

Metodologias Complementares para Calibragem da Brecha

Com base nesses conceitos, sugere-se o emprego de metodologias complementares de análise ao estudo tradicional de ruptura hipotética para calibrar os parâmetros de brecha.

Entre os critérios aplicáveis, destacam-se:

1. Shields, para avaliar a mobilização de blocos em função da tensão de cisalhamento.
   
2. Isbash, para verificar a estabilidade de blocos frente às velocidades críticas.
   
   

Outros critérios podem ser aplicados conforme decisão do projetista. Caso se conclua que a mobilização é limitada, o cenário resultante será caracterizado por uma brecha menos profunda, maior tempo de formação e redução da vazão de pico. Isso conduz a uma mancha de inundação menor e tecnicamente defensável, sustentada por critérios físicos comprováveis, conforme preconizado na ABNT NBR 17.188 (2024) e documentado como cenário crível.