O reservatório da UHE Itumbiara possui seções tranversais chegando a 6 km de comprimento e profundidade de até 105 m quando a linha d’água se encontra em sua cota máxima de 520 metros acima do nível do mar. Sabe-se ainda que as cotas do reservatório flutuam ao longo dos períodos de chuva e estiagem chegando a cota mínima de 495 m . Considerando as informações apresentadas e os conhecimentos de mecânica dos fluidos explique a ocorrência do grau de compactação, do sedimento acumulado no leito, entre as cotas de 430,450 e 510 m acima do nivel do mar. (\mathbf{1 , 0})

Passo 1

O reservatório da UHE Itumbiara varia entre cota mínima de 495 m e máxima de 520 m acima do nível do mar. As cotas do leito consideradas são 430 m, 450 m e 510 m. Para explicar o grau de compactação do sedimento acumulado nessas cotas, vamos usar conhecimentos de mecânica dos fluidos (pressão hidrostática) e de mecânica dos solos (tensão efetiva e adensamento).

Passo 2

Em um fluido em repouso, a pressão hidrostática num ponto a profundidade h abaixo da superfície livre é
p = \gamma_{\text{água}}\;há
onde \gamma_{\text{água}}\approx9{,}81á,kN/ m^{3} é o peso específico da água. Quanto maior h, maior a pressão sobre o sedimento.

Passo 3

Segundo Terzaghi, em solos saturados a tensão total \sigma se decompõe em tensão efetiva \sigma' (que de fato gera consolidação) e pressão de poro u:
\sigma' = \sigma - u.
Como u equivale à pressão hidrostática p, um ponto mais profundo, com p maior, terá \sigma' maior e sofrerá adensamento (compactação) mais intenso ao longo do tempo.

Passo 4

Calcular a pressão hidrostática aproximada nas cotas, tomando como referência o nível mínimo ( 495 m) e o máximo ( 520 m):
– Para cota 430 m, mesmo em nível mínimo ( 495 m), a profundidade é
h_{430}=495-430=65\text{ m},
p_{430}=\gamma_{\text{água}}\,h_{430}\approx9{,}81\times65=637{,}65\text{ kPa}.á
– Para cota 450 m, em nível mínimo:
h_{450}=495-450=45\text{ m},
p_{450}=9{,}81\times45=441{,}45\text{ kPa}.
– Para cota 510 m, só em cheia ( 520 m) fica submersa:
h_{510}=520-510=10\text{ m},
p_{510}=9{,}81\times10=98{,}1\text{ kPa}.

Passo 5

Como a tensão efetiva (e portanto o adensamento) cresce com a pressão hidrostática, concluímos:
– Em 430 m: maior p ( \approx637{,}7 kPa) → maior \sigma' → maior compactação.
– Em 450 m: p\approx441{,}5 kPa → compactação intermediária.
– Em 510 m: p\approx98{,}1 kPa (só em cheia) → menor \sigma' → menor compactação.

Resposta

O sedimento é mais compactado na cota de 430 m, menos em 450 m e ainda menos em 510 m acima do nível do mar.

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