Estudo do processo geoquímico de obstrução de filtro de barragens - Maciel Filho, Carlos Leite (1983)
Esta tese apresenta o desenvolvimento dos estudos para explicar o processo de cimentação de filtros de barragens com a conseqüente diminuição de sua permeabilidade. Os casos que estariam preocupando o meio geotécnico e que motivaram este estudo são principalmente o da barragem do Rio Grande, em São Paulo capital, e o da barragem de Xavantes, no Rio Paranapanema. As conclusões estão baseadas no tripé: revisão da teoria e publicações específicas; levantamentos de campo; experiências de laboratório. Para estas, foram desenvolvidos métodos e aparelhos próprios chegando-se a ensaios que permitiriam: primeiro, medir com aproximação o volume de ar contido nos poros de uma areia sob fluxo não saturado; segundo, verificar a absorção de oxigênio pela água sob fluxo não saturado e comprovar uma diminuição dessa absorção com o prolongamento do ensaio; terceiro, verificar a deposição de hidróxido férrico na franja capilar e zona earada de uma areia sob fluxo aproximadamente horizontal após passar por camada de argila: quartzo, verificar a mesma deposição em areia sob a capa de argila e sob fluxo, de cima para baixo, não saturado. Em todos eles a água usada era deareada e nos dois últimos continha bicarbonato ferroso. Preliminarmente desenvolveram-se ensaios que permitiram controlar a variação da permeabilidade a longo prazo, eliminando-se o desenvolvimento de seres vivos e evitando um rearranjo dos grãos de areia, pela aplicação de baixos gradientes. As informações bibliográficas e os levantamentos de campo indicam a principal substância simentante é o hidróxico férrico. O processo de cimentação é dividido em duas fases: a primeira é a de redução e solubilização do ferro com o conseqüente transporte, na forma de bicarbonato ferroso, através do maciço de terra, o qual é também o principal fornecedor daquele elemento, até o filtro; a segunda é a de oxidação e precipitação desse ferro no filtro. A primeira fase encontra uma ) explicação fácil no ambiente redutor que se forma no fundo de um lago, o qual é representado pelo reservatório da barragem. Nesta fase, as bactérias prestam uma importante contribuição. Esse ambiente está descrito na bibliografia especializada e foi confirmado pelos levantamentos de campo. A segunda fase reveste-se de aspectos mais complexos e de maior interesse, pois é passível de ser evitada, enquanto a primeira é praticamente incontrolável. A oxidação é provocada basicamente pelo oxigênio do ar absorvido pela água, podendo ser auxiliada ou não por seres vivos. Por isso, as condições de oxidação prendem-se à aeração do filtro. Esta pode ocorrer na franja capilar ou nas partes aeradas acima do nível freático, se o fluxo for aproximadamente horizontal, ou também em todo espaço do filtro, se o fluxo for essencialmente vertical, de cima para baixo. Esta situação ocorre com filtros horizontais ou inclinados para montante. Estas condições inicialmente oxidantes podem, com o tempo, tornar-se redutoras, face à absorção seletiva do ar pela água, isto é, pelo consumo de oxigênio e permanência do nitrogênio. o próprio tubo de drenagem pode, no entanto, se um caminho para o ar rico em oxigênio, como aconteceu na barragem de Rio Grande. As soluções apontadas destinam-se a evitar a entrada de ar nos tubos de drenagem. Chama-se a atenção, ainda, sobre as possibilidades de melhor aproveitamento da capacidade de aeração de um meio poroso sob fluxo não saturado.