Inspeção de barragens: um único registro para uma parede alta, águas profundas e galerias escuras

As barragens são, em linhas gerais, barragens de concreto, de gravidade ou em arco, e barragens de aterro construídas com terra ou enrocamento. Nas barragens de concreto é preciso vigiar fissuras, vazamentos nas juntas, eflorescências e deterioração da superfície (ciclos de gelo e degelo em regiões frias); nas de aterro, recalques, mudanças na percolação e rip-rap deslocado. Em ambas, a deterioração das comportas e vertedouros — os equipamentos que liberam a água — pesa diretamente na segurança no momento em que ela mais importa.

No Japão, os operadores de barragens realizam patrulhas diárias e monitoramento por instrumentos segundo a River Act, e as barragens também recebem inspeções governamentais periódicas. Desde 2013, as barragens que são instalações de gestão fluvial passam ainda por uma “inspeção abrangente de barragem” nos primeiros 30 anos de operação e, depois, aproximadamente a cada 30 anos, avaliando o envelhecimento de longo prazo e o estado do corpo da barragem. As barragens hidrelétricas são cobertas adicionalmente pelas regras de inspeção do setor elétrico.

A dor está na altura, na água e nos espaços apertados. Os paramentos de jusante altos são inspecionados por acesso por cordas ou a partir de gôndolas. Abaixo da linha d’água no paramento de montante, são necessários mergulhadores ou ROVs, e a água fria e profunda é perigosa para as pessoas. As galerias são escuras e úmidas, e o interior das comportas e dos condutos de descarga é exíguo. As janelas em que o reservatório pode ser rebaixado para inspeção são limitadas.

Nas barragens, a regra é combinar drones aéreos e subaquáticos. As aeronaves cuidam do paramento de jusante e da parte exposta do paramento de montante; as aeronaves com gaiola de proteção cuidam das galerias, dos condutos de descarga e dos condutos forçados; os ROVs subaquáticos e as embarcações de superfície não tripuladas cuidam do que está abaixo da linha d’água.

O paramento de jusante é voado em grade, a distância constante. Paredes com mais de cem metros são divididas em faixas verticais, separadas nas juntas, o que facilita o mapeamento sobre os desenhos. Quando o reservatório é rebaixado, partes do paramento de montante que normalmente ficam submersas podem ser fotografadas do ar — não perca essa oportunidade.

Uma barragem reúne quase todas as condições que os drones acham difíceis. Vales profundos estreitam o céu e degradam o GNSS; os ventos de vale são fortes e variáveis. O pé do paramento de jusante recebe borrifos das descargas, as galerias são escuras como breu e úmidas, e os condutos e condutos forçados são espaços confinados.

• Sem GNSS: o GNSS falha no pé da barragem e nas galerias. Use aeronaves que se localizam por LiDAR ou câmeras e verifique com antecedência a recepção de satélites no fundo do vale. Sem GNSS
• Altura: a altura da barragem dificulta linhas de visada e enlaces. Considere equipe tanto na crista quanto a jusante. Altura
• Vento e turbulência: os ventos se canalizam pelo vale e rolam pela face da barragem. Mantenha uma rota de escape afastada do paramento. Vento e turbulência
• Água e umidade: borrifo e umidade embaçam lentes e molham a aeronave; atenção à condensação nas galerias. Evite voar durante descargas. Água, borrifo e umidade
• Escuridão: galerias e condutos forçados dependem da iluminação de bordo. Trave a exposição e repita as condições da última vez. Escuridão
• Espaços confinados: condutos, condutos forçados e câmaras de comportas têm paredes próximas. Use aeronaves com gaiola e planos de bateria com margem para retorno. Espaços confinados

Os dados de inspeção de barragens ganham vida quando imagens, nuvens de pontos e registros dos instrumentos são sobrepostos em um único modelo da barragem. Divida os mapas de fissuras por número de junta e verifique se as zonas com vazamento crescente coincidem com fissuras em expansão. A IA é boa em propor fissuras, manchas de infiltração e depósitos e em mostrar mudanças. Avaliar a segurança de uma barragem é responsabilidade dos engenheiros de barragens e dos especialistas.

Para um modelo que transforma imagens e achados da IA em um relatório sobre o qual o proprietário possa agir, veja como redigir achados de drone e IA como relatório de inspeção (Airffic Flight Institute).

No Japão, as barragens são administradas segundo a River Act e as suas regras sobre estrutura e operação, e as regras do setor elétrico também se aplicam às barragens hidrelétricas. Há poucas regras nacionais que tratem especificamente do uso de drones na inspeção de barragens, por isso quais registros são usados, e como, fica a critério do operador e da autoridade inspetora. As barragens ficam em geral em montanhas fora dos distritos densamente habitados, mas os voos próximos à barragem e aos seus equipamentos, ou além da linha de visada, precisam ser verificados contra as regras de voos especificados.

No exterior, a Federal Energy Regulatory Commission (FERC) dos Estados Unidos exige que consultores independentes inspecionem certas barragens hidrelétricas licenciadas (por exemplo, as com mais de 10 m de altura) a cada cinco anos, com uma avaliação abrangente a cada dez. Na Inglaterra e no País de Gales, a Reservoirs Act 1975 exige inspeção e supervisão por engenheiros qualificados para grandes reservatórios de alto risco (hoje, os que armazenam 10 000 m³ ou mais). A International Commission on Large Dams (ICOLD) publica orientações técnicas sobre segurança de barragens. Compare os países em regulamentações do mundo.

• Dentro do corpo e da fundação: fissuras internas, rocha de fundação e caminhos de percolação não aparecem em fotos. São domínio da instrumentação, das sondagens e da geofísica.
• Percussão e tato: bater no concreto em busca de delaminação ainda é feito por pessoas de perto.
• Água turva: drones subaquáticos não enxergam nada em turbidez intensa; combine com sonar e mergulhadores.
• Testes de operação de comportas: abrir e fechar as comportas de fato e verificar os mecanismos de içamento é trabalho de inspeção mecânica.
• Avaliação de segurança e decisões operacionais: nível d'água e descargas são decididos por operadores e especialistas.

Na visão dos editores da Airffic, é assim. Um porto de drones fica no telhado do escritório de controle da barragem e fotografa o paramento de jusante pela mesma rota a cada estação. Uma aeronave com gaiola de proteção aguarda na galeria e, em qualquer dia em que as leituras de vazamento mudem, voa aquele trecho e o registra. Uma vez por ano, um drone subaquático mergulha, acrescentando o paramento de montante e as tomadas d’água ao mesmo modelo da barragem.

Em vez de ficar pendurados em cordas, os engenheiros acompanham um século de mudanças no modelo. Mergulhos e descidas pela parede tornam-se raros. A inspeção de barragens deixa de ser um trabalho de ir a lugares perigosos e passa a ser um trabalho de levar adiante um registro de cem anos.