Segurança de Barragens e a Borda Livre: Uma Revisão Sistemática das Abordagens e Evoluções Metodológicas
DOI:
https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.3.p2157-2177Palavras-chave:
Borda livre, Segurança de barragem, Metodologias de cálculoResumo
A correta estimativa da borda livre da barragem é crucial para prevenir o galgamento e garantir a segurança estrutural. Este artigo revisa sistematicamente a literatura sobre a conceituação e as metodologias de determinação da borda livre, destacando sua importância na segurança de barragens. Alguns métodos tradicionais baseiam-se em aproximações que podem aumentar os custos ou comprometer a segurança. A pesquisa utilizou termos-chave em português e inglês para encontrar artigos e documentos relevantes sobre segurança de barragens e borda livre. Foram incluídas diversas fontes, como artigos científicos, diretrizes governamentais e literatura cinza, sem restrições quanto ao tipo de material, mas focando principalmente em estudos relacionados ao Brasil e em inglês. As bases de dados utilizadas incluíram Google Scholar, CAPES, Web of Science, a biblioteca do USACE e boletins da ICOLD. Os critérios de inclusão focaram na relevância e qualidade metodológica, enquanto os de exclusão removeram estudos irrelevantes ou metodologicamente deficientes. A análise dos resultados incluiu a origem do conceito, definições, fatores de influência e metodologias de cálculo, com foco em barragens de terra. A pesquisa aponta que a definição da borda livre evoluiu ao longo do tempo para águas interiores, considerando fatores como vento e inundações máximas. Identificam-se lacunas, especialmente na falta de especificações para barragens de contenção de rejeitos e na quantificação adequada dos efeitos hidrológicos e climáticos. Apesar do uso de modelos numéricos avançados, as fórmulas tradicionais ainda prevalecem, observando-se uma tendência em seguir padrões de cálculo do USACE e USBR.
Downloads
Referências
ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. (1993). NBR 13028: Elaboração e apresentação de projeto de disposição de rejeitos de beneficiamento, em barramento, em mineração. Rio de Janeiro, RJ.
ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2017). NBR 13028 – Mineração: elaboração e apresentação de projeto de barragens para disposição de rejeitos, contenção de sedimentos e reservação de água – Requisitos (3th ed.). Rio de Janeiro, RJ.
ANA, Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico. (2016a). Guia Prático de Pequenas Barragens (8th ed.). Ministério do Meio Ambiente e Mudança do Clima. Brasília, DF.
ANA, Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico. (2016b). Diretrizes Para Elaboração de Projetos de Barragens (5th ed.). Ministério do Meio Ambiente e Mudança do Clima. Brasília, DF.
ANCOLD, Australian National Committee on Large Dams. (2019). Guidelines on Planning, Design, Construction, Operation and Closure of Tailings Dams (revision 1). Australia.
ANM, Agência Nacional de Mineração (2022). Resolução ANM nº 95, de 07 de fevereiro de 2022. Ministério de Minas e Energia. Brasília, DF.
Bernedo, C. E., Hadley, L. L., & Haapala, J. C. (2008). Am I Underestimating or Overestimating My Dam Freeboard Design? in World Environmental and Water Resources Congress 2008. Ahupua’a, Honolulu, Hawaii, United States.
Bureau of Indian Standards. (1993). Freeboard requirements in embankment dams – Guidelines (IS 10635). Indian Standards. New Delhi, India.
Carneiro, B. L. D. S., Souza Filho, F. d. A. d., Carvalho, T. M. N., & Raulino, J. B. S. (2022). Hydrological risk of dam failure under climate change. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 27(19). https://doi.org/10.1590/2318-0331.272220220017
Central Water Commission. (2019). Analysis and Design Aspects of Embankment Dams. Government of India. Pune, India.
CINS. (1968). Boletim Oficial del Estudo, Comision Interministerial de Normas Sismorresistentes. P.G., S-1, Instituto Geografico y Cadastral.
Dean, R. G., & Dalrymple, R. A. (1992). Water wave mechanics for engineers and scientists: Vol. 2. Advanced series on ocean engineering. World Scientific. https://doi.org/10.1142/1232
DME, Department of Minerals and Energy. (1999). Guidelines on the safe design and operating standards for tailings storage. Government of Western Australia. Australia.
DNRW, Department of Natural Resources and Water. (2007). Guidelines on acceptable flood capacity for dams. Queensland Government's. Australia.
Eletrobras. (1999). Diretrizes para projetos de pequenas centrais hidrelétricas. Brasília, DF. Disponível: https://eletrobras.com/pt/Paginas/Manuais-e-Diretrizes-para-Estudos-e-Projetos.aspx. Acesso: 27 abr. 2024.
Eletrobras. (2003). Critérios de Projeto Civil de Usinas Hidrelétricas. Brasília, DF. Disponível: https://eletrobras.com/pt/Paginas/Manuais-e-Diretrizes-para-Estudos-e-Projetos.aspx. Acesso: 27 abr. 2024.
Eletrobras. (2022, 11 de junho). Segurança de Barragens Hidrelétricas (no. 2) [Audio podcast]. In Série Especial 60 anos Eletrobras. Adriana de Broux. https://eletrobras.com/pt/paginas/historia.aspx. Acesso: 27 abr. 2024.
Huber A. & Hager W.H. (1997). Forecasting Impulse Waves in Reservoirs. 18th ICOLD Congress. Florence, C31: 993-1005.
ICMM, International Council on Mining and Metals. (2021). Tailings management: Good practice guide. Disponível: https://www.icmm.com/en-gb/guidance/innovation/2021/tailings-management-good-practice. Acesso: 07 maio 2024.
ICOLD, International Commission on Large Dams. (1978). Technical Dictionary on Dams. Paris, France.
ICOLD, International Committee on Large Dams (1982). Manual on tailings dams and dumps (Bulletin nº 45). Paris, France.
ICOLD, International Committee on Large Dams (1987). Dam Safety: Guidelines (Bulletin nº 59). Paris, France.
ICOLD, International Committee on Large Dams (1989). Tailings dam safety: Guidelines (Bulletin nº 74). Paris, France.
ICOLD, International Committee on Large Dams (2011). Small Dams: Design, Surveillance and Rehabilitation (Bulletin nº 157). Paris, France.
ICOLD, International Committee on Large Dams (2019). Statistical Analysis of Dam Failures (Bulletin nº 188). Paris, France.
ICOLD, International Committee on Large Dams. (1982). Manual on tailing dams and dumps (Bulletin no. 45). Paris, France.
ICOLD, International Committee on Large Dams. (2019). Statistical Analysis of Dam Failures (Bulletin nº 188). Paris, France.
Martins, R. (2002). A folga em barragens: memória no. 828. Laboratório Nacional de Engenharia Civil, LNEC. Lisboa, Portugal.
Meer, J. W. van der, & Janssen, J. P. (1994). Wave run-up and wave overtopping at dikes and revetments. Delft hydraulics, 485. Emmeloord, Netherlands.
Mello, Flavio M. de; Sandroni, Sandro S.; Guidicini, Guido. (2021). Lições aprendidas com acidentes e incidentes em barragem e obras anexas no Brasil. Rio de Janeiro: Comitê Brasileiro de Barragens, 2021. ISBN 978-65-990860-1-4.
Morrill, J., Chambers, D., Emerman, S., Harkinson, R., Kneen, J., Lapointe, U., Maest, A., Milanez, B., Personius, P., Sampat, P., and Turgeon, R. (2022). Safety First: Guidelines for Responsible Mine Tailings Management, Earthworks, MiningWatch Canada and London Mining Network, XY pages.
PERINI, Daniel Sosti. (2009). Estudo dos processos envolvidos na análise de riscos de barragens de terra. Dissertação de Mestrado, Universidade de Brasília. Brasília, DF.
Pohl, R. (2014). Freeboard allowance at rivers – experiences from Germany. In River Flow 2014. CRC press.
Quelopana, H., & Barrera, S. (2015). A definition of freeboard. In 3rd International Seminar on Tailings Management- Tailings 2015. Santiago, Chile.
SANCOLD, South African National Committee on Large Dams. (1990). Guidelines on Freeboard for Dams (Report no. 3). South Africa.
SANCOLD, South African National Committee on Large Dams. (2011). Guidelines on Freeboard for Dams (2). Water Research Commission. South Africa.
Saville, T. (1952). Wind set-up and waves in shallow water (technical memorandum no. 27). Beach Erosion Board, Corps of Engineers. Denver, Colorado.
Saville, T. (1954). The effect of fetch width on wave generation (technical memorandum no. 70). Beach Erosion Board, Corps of Engineers. Denver, Colorado.
Saville, T., McClendon, E. W., & Cochran, A. L. (1962). Freeboard allowances for wave in inland reservoirs. Journal of the Waterways and Harbors Division, 88(2). https://doi.org/10.1061/JWHEAU.0000281
Soares, L. (2010). Barragem de Rejeitos. In Tratamento de Minérios (5a ed., pp. 831–896). Rio de Janeiro, RJ.
Sverdrup, H., & Munk, W. (1947). Wind, sea, and swell: Theory of relations for forecasting (Technical report number 1). U.S. Hydrographic Office. California, U.S.
Szymanski, M. B., & Davies, M. P. (2004). Tailings dams: Design criteria and safety evaluations at closure. In British columbia mine reclamation symposium. University of British Columbia. https://doi.org/10.14288/1.0042456
Tessema, N. N. (2020). Physical modelling of dam overtopping from landslide generated waves. Addis Ababa University. Addis Ababa, Ethiopia.
Tessema, N. N., Lia, L., Jabir, A. K., & Sigtryggsdottir, F. G. (2017). The impact of freeboard on embankment dams. In HydroAfrica 2017. Marrakesh, Morroco.
The Rock Manual. (2007). The Rock Manual. The use of rock in hydraulic engineering (2nd edition). CIRIA; CUR; CETMEF. C683, CIRIA, London.
USACE, U.S. Army Corps of Engineers. (1962). Waves in Inland reservoirs (no. 132). Beach Erosion Board. Washington, DC.
USACE, U.S. Army Corps of Engineers. (1976). Wave runup and wind setup on reservoir embankments (EM 1110-2-221). Engineering Technical Letter. Washington, DC.
USACE, U.S. Army Corps of Engineers. (1979). Recommended guidelines for safety inspection of dams (ER 1110-2-106). Office of the Chief of Engineers. Washington, DC.
USACE, U.S. Army Corps of Engineers. (1986). Storm surge analysis and design water level determinations (EM 1110-2-1412). Office of the Chief of Engineers. Washington, DC.
USACE, U.S. Army Corps of Engineers. (1989). Water levels and wave heights for coastal engineering design (EM 1110-2-1414). Office of the Chief of Engineers. Washington, DC.
USACE, U.S. Army Corps of Engineers. (1991). Inflow Design Floods for Dams and Reservoirs (ER 1110-8-2). Washington, DC.
USACE, U.S. Army Corps of Engineers. (1997). Hydrologic Engineering Requirements for reservoirs (EM 1110-2-1420). Office of the Chief of Engineers. Washington, DC.
USACE, U.S. Army Corps of Engineers. (2004). General Design and Construction Considerations for Earth and Rock-Fill Dams (EM 1110-2-2300). Office of the Chief of Engineers. Washington, DC.
USACE, U.S. Army Corps of Engineers. (2006). Coastal Engineering Manual (EM 1110-2-1100). Office of the Chief of Engineers. Washington, DC.
USACE, U.S. Army Corps of Engineers. (2008). Coastal Engineering Manual (EM 1110-2-1100). Office of the Chief of Engineers. Washington, DC.
USACE, U.S. Army Corps of Engineers. (2018). Hydrologic Engineering Requirements for reservoirs (EM 1110-2-1420). Office of the Chief of Engineers. Washington, DC.
USBR, U.S. Bureau of Reclamation. (1981). Freeboard criteria and guidelines for computing freeboard allowances for storage dams (no. 2). Assistant Commissioner - Engineering and Research. Denver, Colorado.
USBR, U.S. Bureau of Reclamation. (1992). Freeboard criteria and guidelines for computing freeboard allowances for storage dams (no. 2 revised). Assistant Commissioner - Engineering and Research. Denver, Colorado.
USBR, U.S. Bureau of Reclamation. (2012). Design standards nº 13 – Embankment dams (DS-13(6)-2). Technical Service Center. Denver, Colorado.
Vale (2024). Manual de barragens e estrutura de armazenamento de rejeitos (EARs) da Vale. Disponível: https://vale.com/pt/biblioteca-de-documentos. Acesso: 07 maio 2024.
Water Research Commission. (2011). Guidelines on Freeboard for Dams: Literature Review and Case Studies (1). University of Stellenbosch. South Africa.
Zhang, L. M., Xu, Y., & Jia, J. S. (2009). Analysis of earth dam failures: a database approach. Georisk: Assessment and Management of Risk for Engineered Systems and Geohazards, 3(3), 184-189. https://doi.org/10.1080/17499510902831759.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2025 Rute Cavalcante Pereira, Ticiana Marinho de Carvalho Studart

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam na Revista Brasileira de Geografia Física concordam com os seguintes termos:
Autores mantêm os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional (CC BY 4.0) que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (exemplo: depositar em repositório institucional ou publicar como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
Autores têm permissão para disponibilizar seu trabalho online antes ou durante o processo editorial, em redes sociais acadêmicas, repositórios digitais ou servidores de preprints. Após a publicação na Revista Brasileira de Geografia Física, os autores se comprometem a atualizar as versões preprint ou pós-print do autor, nas plataformas onde foram originalmente disponibilizadas, informando o link para a versão final publicada e outras informações relevantes, com o reconhecimento da autoria e da publicação inicial nesta revista.
Qualquer usuário tem direito de:
Compartilhar — copiar e redistribuir o material em qualquer suporte ou formato para qualquer fim, mesmo que comercial.
Adaptar — remixar, transformar e criar a partir do material para qualquer fim, mesmo que comercial.
O licenciante não pode revogar estes direitos desde que você respeite os termos da licença.
De acordo com os termos seguintes:
Atribuição — Você deve dar o crédito apropriado, prover um link para a licença e indicar se mudanças foram feitas. Você deve fazê-lo em qualquer circunstância razoável, mas de nenhuma maneira que sugira que o licenciante apoia você ou o seu uso.
Sem restrições adicionais — Você não pode aplicar termos jurídicos ou medidas de caráter tecnológico que restrinjam legalmente outros de fazerem algo que a licença permita.






