Barragem

Definição e etimologia

Em sentido amplo, barragem designa uma estrutura que retém água ou protege uma área contra inundações. Na engenharia civil, o termo costuma restringir-se às estruturas construídas transversalmente a um curso d'água para represar, retardar, controlar ou desviar seu escoamento. Este artigo usa essa acepção técnica, que exclui os diques marginais e inclui as barragens de derivação.

Em português, barragem forma-se de barrar com o sufixo nominal -agem e designa o ato ou efeito de barrar e a obra construída para reter água. Represa deriva de represar, isto é, deter ou reter a água, enquanto açude provém do árabe as-sudd, "barreira" ou "obstáculo". No uso técnico brasileiro, barragem normalmente se refere à estrutura de retenção, e reservatório, ao corpo d'água artificial resultante. No uso comum, represa e açude também podem nomear o conjunto.

Partes e dimensões

O paramento de montante é a face da barragem voltada para a água represada, e o paramento de jusante, a face que olha para o trecho inferior do rio. A parte superior recebe o nome de coroamento ou crista. Os contatos laterais com as encostas são os encontros ou ombreiras, e a superfície que sustenta a estrutura é a fundação. A altura vai da fundação mais baixa ao coroamento. O comprimento acompanha o eixo do coroamento entre as extremidades. A borda livre é a distância vertical entre o nível máximo de projeto da água e o coroamento.

Estruturas relacionadas

Diques podem ter projeto semelhante ao de uma barragem de aterro, mas geralmente acompanham as margens de um rio ou do mar, em vez de cruzar o vale. Um açude de soleira vertente é uma estrutura baixa e plana construída transversalmente no leito. A água passa por cima, o que permite regular a vazão sem bloquear por completo o rio. Alguns mantêm o nível d'água em um trecho, enquanto outros reduzem a erosão das margens. Também podem ter finalidade paisagística ou recreativa e medir a vazão pela profundidade da lâmina que passa sobre a soleira.

Armazenamento e balanço hídrico

No reservatório, os níveis mínimo e máximo operacionais delimitam o volume útil, que pode ser empregado para abastecimento, irrigação, geração ou outros usos. O volume morto, normalmente abaixo do nível mínimo operacional, recebe parte dos sedimentos ao longo da vida útil. Para o controle de enchentes, uma parcela do volume útil pode permanecer vazia durante o período chuvoso. Essa parcela é o volume de espera.

O volume guardado muda sempre que a entrada e a saída deixam de se equilibrar. Essa relação recebe o nome de equação de continuidade. Para um intervalo de tempo, sua forma simplificada é ${\displaystyle I_{\mathrm {m} }-O_{\mathrm {m} }={\frac {\Delta S}{\Delta t}}}$. Nela, I é a vazão afluente média, O é a vazão efluente média e ${\displaystyle \Delta S}$ é a mudança do volume armazenado. Se entra mais água do que sai, o armazenamento e, em geral, o nível do reservatório aumentam. Se sai mais do que entra, diminuem. Modelos mais completos calculam separadamente perdas como a evaporação, que pode retirar muita água em regiões secas.

Forças e caminhos de carga

A água em repouso exerce pressão hidrostática sobre o paramento de montante, e essa pressão cresce com a profundidade. A intensidade da carga é maior perto da base e deve ser transmitida com segurança à fundação e, em certos tipos, às ombreiras. Também precisam ser controladas a infiltração através ou sob a obra e a subpressão que a água pode exercer de baixo para cima.

A força da água precisa percorrer a estrutura até chegar ao terreno, e cada tipo de barragem oferece um caminho diferente. A barragem de gravidade opõe sobretudo o próprio peso ao empuxo. A barragem de aterro espalha as ações por um maciço largo de materiais compactados. Na barragem de contrafortes, a carga passa da face de montante aos apoios e à fundação. Na barragem em arco, chega principalmente às encostas rochosas do vale.

Controle de níveis e vazões

Quando o nível do reservatório sobe, a área inundada e o volume armazenado também mudam. A quantidade de água liberada depende desse nível e da configuração das tomadas, condutos, comportas e vertedouros. Os cálculos hidráulicos usam curvas de nível–área, nível–volume e nível–vazão para relacionar essas medidas. Em condições normais, tomadas, turbinas e descargas liberam água conforme as regras de operação. Nas cheias, o vertedouro conduz o excedente quando as demais saídas e o espaço de armazenamento não bastam. Esses elementos são desenvolvidos nas seções sobre estruturas auxiliares, operação e segurança.

Critérios de classificação

Uma mesma barragem pode receber classificações diferentes, pois cada uma responde a uma pergunta própria. O tipo e os materiais não dizem o mesmo que as dimensões, a capacidade do reservatório, as finalidades, as consequências de uma falha ou o estado de conservação. Os cadastros técnicos guardam esses dados em campos separados.

Uma barragem de gravidade pode ter muitos usos e elevado dano potencial sem que essas informações digam se ela está bem conservada. No Brasil, a categoria de risco reúne aspectos que afetam a possibilidade de acidente ou desastre. O dano potencial associado estima as perdas humanas e os efeitos sociais, econômicos e ambientais de um rompimento, vazamento ou mau funcionamento, qualquer que seja sua probabilidade. Nos Estados Unidos, a classificação por consequências também não informa a condição atual, a integridade estrutural nem a capacidade de passagem de cheias.

Quanto ao comportamento estrutural, as barragens artificiais dividem-se principalmente em barragens de aterro, de gravidade, de contrafortes, em arco e compostas. Entre as barragens naturais estão as formadas por deslizamentos de rocha, atividade vulcânica e castores.

Barragem de aterro

A barragem de aterro, o tipo mais comum, é uma grande obra de terra feita com rocha, argila, areia, cascalho ou solo compactado. Conforme o material predominante, pode ser de enrocamento ou de terra. Tarbela, Nurek e Chicoasén estão entre as maiores barragens desse tipo.

Barragens de aterro podem empregar materiais disponíveis no próprio local, o que as torna menos dispendiosas que as de concreto, para as quais pode ser necessário transportar rocha e cimento. Também podem ser construídas sobre solos mais brandos, pois a base larga distribui o peso por uma área maior. Barragens de gravidade altas e muito pesadas normalmente exigem fundações em rocha matriz.

Como o maciço é permeável, a água pode atravessá-lo ou passar por baixo dele. Sistemas de drenagem sob a barragem, injeções de calda no solo e uma camada vertical impermeável dentro do maciço reduzem essa infiltração. Essa camada pode ser de argila, cimento ou asfalto. Sem controle, a infiltração pode iniciar a erosão interna, ou piping. A água abre um pequeno caminho dentro ou sob a barragem e o alarga aos poucos, até perfurar o maciço.

As primeiras barragens de aterro eram feitas com frequência de um único tipo de solo. A partir de meados do século XVI, engenheiros passaram a distribuir materiais diferentes em zonas. Uma seção zonada típica tem um núcleo de argila que sobe do leito do rio ao coroamento. Taludes de solo descem pelos dois lados, e grandes blocos de rocha cobrem as faces. Os blocos a montante protegem o maciço das ondas. Na década de 1970, difundiu-se a barragem de enrocamento com face de concreto, ou BEFC. Nesse arranjo, lajes de concreto unidas por juntas impermeáveis cobrem o lado do maciço rochoso voltado para o reservatório.

Barragem de gravidade

As barragens de gravidade dependem do próprio peso para resistir à força da água a montante. As antigas costumavam ser de alvenaria, feita com pedra, tijolo ou entulho unidos por argamassa. Quase todas as obras desse tipo construídas em tempos recentes são de concreto. Como o concreto custa muito mais que o aterro, essas barragens em geral são mais caras. Câmaras ocas dentro do corpo reduzem a quantidade de concreto, desde que a estabilidade e a resistência sejam mantidas. A Grande Dixence e a Represa Grand Coulee estão entre as maiores.

O coroamento de uma barragem de gravidade costuma formar uma linha reta entre as encostas do vale. Quando é curvo, sempre com o lado convexo voltado para montante, a estrutura recebe o nome de barragem em arco-gravidade. A seção transversal é aproximadamente triangular, com base plana no fundo do vale e faces inclinadas que se encontram no coroamento. Para impedir o tombamento, o perfil deve obedecer à regra do terço médio. A soma das forças da gravidade, da pressão da água e de outras ações precisa atravessar a região central da base, longe da borda de jusante.

Para manter a estabilidade de uma barragem não vertente, a largura da base deve corresponder a cerca de 70 a 85% da altura. A inclinação da face de jusante, calculada pelo avanço horizontal dividido pela elevação vertical, costuma variar de 0,75 a 0,8. A face de montante deve ser vertical ou ter inclinação máxima de 0,05.

O peso de uma barragem de gravidade alta e maciça costuma exigir apoio em rocha matriz competente. Uma fundação compressível mal tratada pode recalcar, fissurar e romper. Fissuras ou defeitos na rocha recebem injeções ou tampões de concreto. A água infiltrada sob a estrutura também exerce uma força ascendente chamada subpressão, capaz de provocar vazamentos ou ruptura. Cortinas de injeção e drenos limitam a infiltração e conduzem essa água para fora quando a pressão aumenta.

Barragem de contrafortes

Numa barragem de contrafortes, contrafortes triangulares no lado de jusante sustentam a face inclinada voltada para o reservatório. A maioria é feita de concreto. Sua face de montante tem inclinação normalmente entre 0,2 e 1,67, ao contrário da face quase vertical de uma barragem de gravidade. A inclinação a jusante costuma variar de 0,09 a 0,8. A água exerce uma componente de força para baixo sobre a face inclinada, comprimindo a barragem contra o terreno e aumentando sua estabilidade. Itaipu, Lucendro e Al Massira usam esse arranjo.

Esse tipo usa muito menos concreto que uma barragem de gravidade comparável, embora a economia seja parcialmente anulada por uma construção mais trabalhosa. Barragens de contrafortes normalmente são menos resistentes que as de gravidade e empregadas sobretudo em alturas baixas e médias, embora existam exceções de grande porte. Como sua área de contato com o terreno é muito menor, os riscos associados à subpressão também são inferiores.

Como os contrafortes podem se mover ligeiramente uns em relação aos outros, uma face de montante feita como peça única de concreto sofreria tensões elevadas e fissuraria. A face é dividida em peças que acompanham cada apoio, chamadas cabeças de contraforte. Vãos com vedações flexíveis separam as cabeças vizinhas.

Barragem em arco

Uma barragem em arco é uma estrutura curva de concreto que leva às encostas do vale a força horizontal exercida pela água. Nas barragens de gravidade e de contrafortes, essa força segue para baixo, em direção à fundação. O arco é relativamente delgado, com espessura da base inferior à metade da altura, e pode ser construído em alvenaria ou concreto. Visto de cima, ocupa um ângulo central entre 46 e 140 graus, desde uma curva suave até uma forma quase semicircular. Hongrin, Flaming Gorge, Moiry e Contra são barragens em arco.

Muitas barragens em arco antigas conservavam o mesmo raio de cima a baixo, como uma seção de cilindro vertical. Na forma de ângulo constante, o raio diminui aos poucos do coroamento para a base. Cálculos de otimização estrutural levaram muitas obras a adotar essa geometria a partir de 1914. Outra configuração é a dupla curvatura, parecida com uma seção de cúpula, que se curva nos planos vertical e horizontal.

Qualquer que seja a geometria, o arco precisa levar a força da água às paredes do vale. Vales estreitos, com encostas rochosas íngremes e resistentes, oferecem o apoio necessário. Em alguns locais, blocos de concreto entre o arco e a rocha recebem a carga e a transmitem à encosta.

Tipos compostos e especiais

Numa barragem em arco-gravidade, a forma geral é curva, mas a espessura da base supera metade da altura e lhe dá o peso e a área de apoio de uma barragem de gravidade.

Na barragem de arcos múltiplos, a face de montante é uma sequência de pequenos arcos, e cada um liga um par de contrafortes adjacentes.

Uma barragem móvel integra um vertedouro ao próprio corpo e usa uma sequência de comportas para regular o escoamento sobre ele.

Barragens subterrâneas bloqueiam o fluxo de água subterrânea e a armazenam abaixo da superfície. São estruturas pequenas, construídas em regiões áridas. Um tipo é feito abrindo-se uma trincheira no caminho do fluxo subterrâneo, instalando-se uma barreira vertical impermeável e preenchendo-se novamente a escavação. Em regiões arenosas, uma barragem baixa pode fechar um pequeno vale, de modo que tempestades ocasionais acumulem areia e água a montante. A areia reduz a evaporação. Nos dois casos, um poço ou tubo a montante permite retirar a água.

Barragens naturais

Deslizamentos de rocha, escoadas de lava e a atividade dos castores também podem fechar um curso d'água e formar barragens naturais.

Uma barragem de deslizamento forma-se quando rochas deslizam para dentro de um vale, bloqueiam um rio e criam um lago a montante. Existem milhares no mundo, entre elas a que se formou no Paquistão em 2010 e originou o Lago Attabad. Se romperem, podem produzir inundações de esvaziamento catastróficas. Em 1786, um sismo criou uma barragem desse tipo no Rio Dadu, na China. Ela rompeu dez dias depois e matou cerca de 100 mil pessoas. O risco pode ser reduzido pela construção de vertedouros que baixem o nível da água. Engenheiros também empregaram barragens de deslizamento como fundação de estruturas artificiais. Raramente, explosivos foram usados em encostas para provocar um deslizamento e formar uma barragem rudimentar de enrocamento, chamada barragem de aterro por explosão.

Barragens vulcânicas resultam de atividade vulcânica e podem ser formadas por lava, depósitos de lahar, fluxo piroclástico ou outros detritos. Há cerca de 13 mil anos, atividade vulcânica criou a Barreira, no Canadá, que represou o Lago Garibaldi.

Barragens de castores cruzam córregos e são feitas sobretudo à noite, quando os animais transportam lama, pedras e galhos com as patas dianteiras e os dentes. O lago resultante oferece proteção contra predadores e facilita o acesso a alimento. Algumas barragens contêm câmaras internas onde os castores vivem. Essas obras mudam o ambiente e criam hábitats para outras espécies, razão pela qual os castores são classificados como espécies-chave e engenheiros de ecossistema.

Finalidades principais

As finalidades principais incluem irrigação, hidroeletricidade, abastecimento de água, controle de enchentes, recreação, navegação interior e piscicultura. Barragens de usos múltiplos atendem a duas ou mais dessas funções.

A agricultura irrigada ocupa cerca de 20% das terras cultivadas do mundo e produz aproximadamente 40% dos alimentos. Nem toda essa área depende de reservatórios. Onde eles são usados, uma barragem pode enviar água diretamente aos canais ou guardá-la na estação chuvosa e liberá-la durante a estação seca, mantendo o rio abastecido ao longo do ano.

A hidreletricidade, uma forma renovável de energia, respondeu por cerca de 14% da eletricidade produzida no mundo em 2024. Em 2006, mais de 80% da capacidade mundial de armazenamento em reservatórios era empregada na geração hidrelétrica. Os quarenta maiores reservatórios concentravam 40% do volume armazenado, do qual 90% se destinava a essa finalidade. Em alguns climas, o reservatório enche na estação chuvosa e libera água na estação seca. O calor desse período pode elevar o consumo de eletricidade por sistemas de ar-condicionado.

No armazenamento por bombeamento, a eletricidade excedente, como a gerada por painéis solares num dia ensolarado, aciona bombas que elevam água de um reservatório inferior para outro superior. Quando a rede precisa de mais potência, a água volta a descer pelos geradores. O sistema também pode repetir esse ciclo a cada dia. Fontes convencionais alimentam as bombas à noite, e a água armazenada produz eletricidade nas horas de maior consumo.

O abastecimento doméstico e industrial é a terceira finalidade mais comum entre as grandes barragens. Em 2025, 3.394 delas destinavam-se a esse uso. A captação industrial é aproximadamente o dobro da doméstica, mas parte da água retirada retorna ao sistema fluvial, como ocorre com a parcela usada apenas para resfriamento.

No espaço lusófono, o subsistema de Castelo do Bode capta água na albufeira da barragem homônima e responde por cerca de 75% da capacidade de produção da Empresa Portuguesa de Águas Livres para abastecer a região de Lisboa. Em Moçambique, a central de Cahora Bassa, com 2.075 MW de potência instalada, fornece eletricidade ao país e a outros mercados da África Austral.

Em 2025, havia 2.510 grandes barragens dedicadas ao controle de enchentes. Elas não impedem que toda a água de uma cheia chegue a jusante. O reservatório guarda parte do volume e reduz o pico da vazão a um limite seguro. Como as cheias são imprevisíveis, o projeto trabalha com probabilidades e períodos de retorno longos. Uma barragem pode ser dimensionada, por exemplo, para regular com segurança uma cheia centenária. O aumento projetado do risco de inundação com a mudança do clima pode ampliar a procura por essa função no século XXI.

Barragens baixas também mantêm o nível de certos rios alto o suficiente para a navegação de barcaças de carga, sobretudo perto de indústrias dependentes de hidrovias. Outras têm como finalidade primária a recreação ou a piscicultura.

Barragens de rejeitos

Uma barragem de rejeitos costuma ser uma estrutura de aterro que contém os resíduos de operações de mineração. Ao contrário das barragens convencionais de armazenamento, geralmente situadas em vales, ela pode ser construída em terreno plano, com um dique que encerra os rejeitos por todos os lados. A estrutura cresce junto com a atividade da mina e recebe novos alteamentos conforme o volume aumenta. Como os rejeitos podem conter subprodutos tóxicos, entre eles arsênio e chumbo, a obra costuma ter medidas especiais contra a contaminação externa. A fundação pode receber injeções, revestimentos de argila ou membrana, mantas drenantes e drenos inferiores.

Antiguidade

A mais antiga barragem conhecida é a de Jawa, construída por volta de 3000 a.C. perto de Amã, na Jordânia. Parte de um elaborado sistema de abastecimento, essa barragem de aterro tinha 28 m de espessura e 5,5 m de altura. Por volta de 2600 a.C., os egípcios construíram a barragem de aterro de Sadd el-Kafara, perto do Cairo, que rompeu quando sua construção estava quase terminada.

O Império Hitita construiu barragens entre os séculos XVII e XIII a.C., inclusive uma perto do templo de Eflatun Pınar, na atual Turquia. A partir de cerca de 1500 a.C., os sabeus ergueram muitas barragens no uádi Danah, no atual Iêmen. O trabalho culminou na Grande Barragem de Marib, construída por volta de 500 a.C., com 700 m de comprimento e 20 m de altura. Na China, Sunshu Ao construiu por volta de 580 a.C. uma barragem que formou o Reservatório de Afengtang, ainda existente. No Sri Lanka, obras como Tissa Wewa foram erguidas entre cerca de 370 e 300 a.C. para criar reservatórios. Algumas tinham quilômetros de comprimento.

Período romano

O Império Romano construía grandes obras hidráulicas, como aquedutos e túneis, desde o século V a.C., mas começou a erguer barragens de maior porte no século I. As barragens romanas eram em geral obras de gravidade em alvenaria, com faces verticais a montante e a jusante. Algumas recebiam contrafortes ou aterros de rocha no lado de jusante. Os romanos foram os primeiros a usar cimento como material de construção. Misturado a pequenas pedras, ele formava concreto romano. Com areia, produzia argamassa para unir tijolos e pedras. Certos cimentos com cinza vulcânica eram impermeáveis.

A Barragem de Subiaco, construída por volta do ano 60, foi uma das primeiras barragens romanas e atingiu 40 m de altura e 13,5 m de espessura. Os romanos ergueram cerca de oitenta barragens conhecidas na Hispânia. Entre elas, a Barragem de Proserpina formou um reservatório de 6 milhões de m³ e permanecia em operação em 2026. A técnica chegou a países vizinhos. Depois de derrotar o imperador Valeriano, o xá persa Sapor I empregou prisioneiros romanos na construção de Band-e Kaisar, sobre o Rio Karun. O Portão de Ferro era uma barragem em arco-gravidade erguida por Justiniano por volta de 550, perto de Antioquia, na atual Turquia.

Em Portugal, a Barragem romana de Belas, do século III, represava a ribeira de Carenque a cerca de 10 km de Olisipo. A muralha de pedra era reforçada a jusante por três grandes contrafortes, e a albufeira teria capacidade aproximada de 120 mil m³. A água seguia por um aqueduto em direção à cidade.

Ásia pós-clássica e Idade Média

Uma das primeiras barragens japonesas foi o aterro de Sayama, construído perto de Osaka em 380, com 8 m de altura e 300 m de comprimento. A Barragem de Kurit, primeira grande barragem em arco delgado, foi erguida na Pérsia, atual Irã, por volta de 1350. Tinha inicialmente 26 m, recebeu acréscimos até atingir 64 m e permaneceu como a barragem mais alta do mundo até o início do século XX.

Na Europa medieval, barragens movimentavam rodas d'água usadas em moinhos e minas. Um exemplo antigo é a soleira de Bazacle, construída por volta de 1170 na França. Barragens para formar viveiros de peixes eram comuns. Centenas foram construídas na Boêmia nos séculos XV e XVI e criaram lagoas que somavam 1.800 km². Entre as obras de irrigação estavam a Barragem de Almansa, construída em 1384 no tipo arco-gravidade, e a ainda existente Barragem de Elche, concluída em 1640 e primeira barragem em arco verdadeira da Europa desde o período romano. Barragens abasteciam Istambul, entre elas uma obra de 1560 que trazia água da Floresta de Belgrado. A Barragem de Saint-Ferréol, construída na França em 1675 para alimentar o Canal do Midi, permaneceu por mais de um século entre as barragens de aterro mais altas do mundo. No século XVIII, autores europeus como Jacob Leupold, Albert Brahms, Johann Silberschlag e Oliver Evans publicaram livros sobre projeto de barragens.

Revolução Industrial

No fim do século XVIII, o projeto de barragens começou a passar de uma prática empírica, baseada na experiência e em tentativa e erro, para uma disciplina científica da engenharia hidráulica. Entre os responsáveis por essa evolução estava o francês Charles Augustin de Coulomb, que em 1776 formulou uma teoria sobre a resposta dos solos às tensões, mais tarde aplicada às barragens por Alexandre Collin. Em 1847, François Zola foi o primeiro engenheiro a projetar uma barragem em arco com base numa análise dos esforços. O engenheiro francês J. Augustine DeSazilly estabeleceu que a seção ideal de uma barragem de gravidade era triangular, com face vertical a montante.

Com o cálculo científico, as obras puderam crescer com mais segurança. Na Grã-Bretanha, a Barragem de Glencorse, concluída em 1824, era um aterro de 21 m de altura, com núcleo de argila e taludes suaves. Na França, a barragem de gravidade em alvenaria de Gouffre d'Enfer, concluída em 1866, tinha 60 m. A Barragem de Mir Alam, construída na Índia em 1804, foi a primeira grande barragem de contrafortes do mundo. Na Austrália, a Barragem de Parramatta, concluída em 1856, testou quão delgada poderia ser uma barragem em arco.

Era moderna

Na primeira metade do século XX, a Europa Ocidental e os Estados Unidos construíram muitas barragens de grande porte. Depois da Segunda Guerra Mundial, bulldozers, caminhão basculantes e motoescreipers aceleraram o crescimento das obras em outras partes do mundo. As barragens de gravidade de concreto Hoover, concluída nos Estados Unidos em 1936, e Três Gargantas, concluída na China em 2006, alcançaram dimensões enormes. As barragens de aterro de Tarbela, concluída no Paquistão em 1976, e Nurek, concluída no Tajiquistão em 1980, são ainda maiores.

As cortinas de injeção tornaram possível construir com segurança sobre materiais permeáveis. Na Barragem Alta de Assuã, concluída em 1970 sobre o leito profundo e arenoso do Rio Nilo, a calda chegou a 208 m de profundidade e formou uma barreira subterrânea de 57 mil m² contra a infiltração.

Com o crescimento da oposição à construção de barragens na era moderna e a mudança climática convertida em preocupação mundial, passou-se a comparar a eletricidade hidrelétrica com a energia solar e a eólica. A geração não queima combustível, mas seus críticos sustentam que o desmatamento e as emissões da fabricação de concreto podem superar seus benefícios.

Regime hidrológico, sedimentos e geomorfologia

Conforme o regime de operação, barragens podem reduzir a quantidade e a qualidade da água a jusante, sobretudo na estação seca, com efeitos severos sobre as espécies que dela dependem. Em casos extremos, essa redução pode levar ao desmatamento e à desertificação a jusante. No Irã, a evaporação dos reservatórios consome cerca de 2,2 bilhões de m³ por ano e reduz drasticamente a vazão após algumas barragens. A desertificação também fez o Mar de Aral, antes o quarto maior mar interior do mundo, quase desaparecer, em parte devido ao sistema soviético de barragens, canais e grandes desvios de água para irrigação.

Os sedimentos que os rios levam a jusante recompõem solos e deltas. Uma barragem retém parte desse material no reservatório, e a falta de reposição pode fazer o delta encolher. O enorme peso da água armazenada também pode provocar deslizamentos e sismos induzidos, como ocorreu após o enchimento dos reservatórios de Hoover, nos Estados Unidos em 1936, e Nurek, no Tajiquistão em 1972.

Ecossistemas e conectividade fluvial

A barragem e seu reservatório podem deixar ameaçadas espécies de peixes e animais terrestres ou levá-las à extinção. Na Malásia, a Barragem de Temenggor inundou florestas que abrigavam cerca de cem espécies de mamíferos e trezentas de aves. Entre 7.369 espécies de peixes afetadas por 31.780 barragens, 53% corriam risco de extirpação, ou extinção local, em parte de sua área de distribuição.

Quando uma barragem corta a rota entre as áreas de alimentação e de desova, os peixes migratórios ficam especialmente vulneráveis. No Rio Yangtzé, cinco espécies chegaram à beira da extinção apesar das tentativas de conservação. O peixe-espátula-chinês tornou-se funcionalmente extinto por volta de 1993 e desapareceu entre 2005 e 2010, após décadas de sobrepesca e perda de continuidade do hábitat. A Barragem de Gezhouba agravou o problema ao bloquear sua rota migratória. Uma busca realizada em 2006 não encontrou indivíduos do golfinho baiji, que passou a ser classificado como funcionalmente extinto. Pesca incidental, navegação, poluição, perda de hábitat e alterações causadas por barragens reduziram sua população.

A Barragem de Diama, concluída em 1986 entre o Senegal e a Mauritânia, bloqueou o Rio Senegal. O aumento da salinidade a jusante reduziu a vegetação nativa. A montante, a obra e a agricultura favoreceram plantas aquáticas invasoras. A interrupção da migração dos peixes e a separação entre áreas úmidas e o canal principal diminuíram fortemente as capturas pesqueiras. Esse bloqueio também pode impedir que os peixes alcancem áreas de desova a montante. No Rio Ebro, a Barragem de Mequinenza, concluída na Espanha em 1964, interrompeu as rotas de esturjões, sáveis e lampreias. O reservatório criou um hábitat no qual prosperaram espécies invasoras, como o mexilhão-zebra, a amêijoa-asiática e o siluro-europeu.

Qualidade da água e estratificação

Reservatórios profundos podem passar por estratificação térmica sazonal, quando a água quente da superfície se separa da água fria do fundo. O isolamento e a decomposição da matéria orgânica consomem o oxigênio dissolvido nas camadas profundas e podem produzir hipóxia. A maioria dos 54 maiores reservatórios de baixa latitude, possivelmente todos, se estratifica ao menos em parte do ano. Quando a tomada fica abaixo da termoclina, a barragem pode liberar água mais fria e pobre em oxigênio. Essa mudança de temperatura e qualidade prejudica organismos aquáticos a dezenas de quilômetros a jusante.

Microclima e emissões de gases de efeito estufa

Durante a construção, máquinas e movimentação de materiais lançam grandes quantidades de material particulado na atmosfera. Depois do enchimento, a nova superfície de água altera a umidade e pode mudar o microclima local.

Em escala mundial, os reservatórios pouco mudam a temperatura média, e seus efeitos climáticos se concentram nas áreas próximas. Onde grandes reservatórios ocupam uma parcela relevante da superfície, a água reduz a amplitude térmica diária e modera extremos e mudanças sazonais. O efeito sobre a precipitação permanece incerto porque se confunde com a variabilidade natural nos modelos climáticos.

A eletricidade hidrelétrica é renovável e, ao longo do ciclo de vida, costuma emitir menos gases de efeito estufa que a geração por combustíveis fósseis, com grande diferença de um projeto para outro. Grandes reservatórios em climas frios emitem de trinta a sessenta vezes menos dióxido de carbono e metano que termelétricas a carvão ou derivados de petróleo. Esse valor não vale para todos os casos. As superfícies dos reservatórios liberam CO₂, metano e óxido nitroso, em quantidades que mudam muito entre os sistemas. A construção de uma barragem de concreto também libera muitos gases do efeito estufa, sobretudo durante a fabricação do cimento. Cada metro cúbico de concreto produzido emite entre 100 e 300 kg de CO₂. Árvores e outras plantas submersas ou trazidas de montante liberam CO₂ e metano ao se decompor na água.

Mitigação ambiental

Tomadas em diferentes níveis permitem misturar ou selecionar água de cada profundidade e reduzir problemas de temperatura ou oxigenação. Aeração nas turbinas, injeção de oxigênio, bombas de superfície e açudes aeradores também podem melhorar a qualidade da água. Descargas planejadas que repetem parte da variação sazonal do rio recebem o nome de vazões ambientais. Elas podem aumentar a oxigenação, mas não eliminam sozinhas os efeitos da estratificação nem a retenção de sedimentos. Passagens para peixes procuram reabrir o caminho das espécies migratórias. Para os sedimentos, podem ser usadas medidas na bacia, descargas de fundo ou túneis de desvio. A eficácia e os efeitos adversos mudam conforme as espécies, a topografia, o regime fluvial e o desenho da obra.

Benefícios econômicos e recreativos

Quando fornecem irrigação, abastecimento e hidreletricidade, as barragens podem trazer benefícios às comunidades, sustentar indústrias, abrir postos de trabalho e ampliar a atividade econômica. Alguns reservatórios recebem navegação recreativa, esqui aquático, natação, caiaque, canoagem, vela e caça de aves aquáticas.

Deslocamento, meios de subsistência e patrimônio

A criação da barragem e do reservatório pode interromper redes de transporte, degradar a água, mudar paisagens naturais, submergir sítios arqueológicos e obrigar grandes populações a sair de casa.

O solo adjacente ao reservatório pode saturar-se, ter maior salinidade e perder produtividade agrícola. O lençol freático pode subir e a qualidade da água dos poços, piorar. Em alguns rios, as cheias anuais depositavam solo rico em nutrientes nas áreas baixas do vale. Depois do represamento, os agricultores podem precisar de fertilizante para manter as colheitas.

A Barragem Alta de Assuã, concluída no Egito em 1970, teria submergido os templos de Filas e Abu Simbel se uma campanha internacional não os tivesse transferido. Outros projetos também ameaçaram maravilhas naturais ou bens do patrimônio cultural. A Barragem de Itaipu, concluída em 1984 pelo Brasil e pelo Paraguai, inundou o célebre conjunto de Sete Quedas.

Comunidades próximas frequentemente precisam ser transferidas, o que desorganiza sua cultura e seus meios de subsistência. Assuã deslocou 50 mil núbios e devastou suas comunidades. A Barragem de Danjiangkou, concluída na China em 1974, exigiu a transferência forçada de 383 mil pessoas. Três Gargantas, concluída no mesmo país em 2003, reassentou 1,4 milhão.

A Barragem de Akosombo, construída em Gana em 1965, criou o Lago Volta, então o maior reservatório do mundo em área, e cobriu 3% do território ganês. Oitenta mil pessoas foram deslocadas. Muitos agricultores tornaram-se pescadores, enquanto pescadores passaram a cultivar a terra. Sítios de culto aos ancestrais ficaram submersos. Famílias abandonaram ritos e costumes tradicionais, o que perturbou a ordem social e favoreceu comportamentos antissociais.

Direitos e participação das populações atingidas

No Brasil, a Lei n.º 14.755, de 15 de dezembro de 2023, instituiu a Política Nacional de Direitos das Populações Atingidas por Barragens. A lei abrange impactos da construção, operação, desativação ou ruptura, como perda de propriedade, capacidade produtiva, áreas de pesca, renda, acesso a comunidades ou modos de vida. Entre os direitos previstos estão reparação, opção prioritária de reassentamento coletivo, escolha informada entre alternativas, negociação preferencialmente coletiva e assessoria técnica independente.

Saúde e infraestrutura local

Moradias para trabalhadores, estradas e pontes podem acompanhar a construção de uma grande barragem e mudar extensamente a infraestrutura local. Se houver geração elétrica, o projeto também precisa de linhas de transmissão. Algumas vias precisam ser criadas ou desviadas, e plantas aquáticas no reservatório podem dificultar a navegação. Barragens e reservatórios podem elevar a incidência de doenças relacionadas à água, como esquistossomose, malária e oncocercose.

Usos concorrentes e conflitos transfronteiriços

A escassez de água afeta países como China, Coreia do Sul, Índia, Bélgica, África do Sul, Argélia, Jordânia e Ruanda. No Rio Indo, no Paquistão, no Rio Colorado, nos Estados Unidos, e no Rio Amarelo, na China, as captações reduzem drasticamente a vazão antes de a água chegar ao delta. Alguns países investiram em barragens para ampliar a segurança hídrica e atender a objetivos estratégicos de longo prazo.

Quando uma obra intercepta um rio transfronteiriço, os países a jusante podem temer a redução da disponibilidade e da vazão ou as consequências de um possível rompimento. O projeto pode causar conflito entre países a montante e a jusante, sobretudo onde já há escassez.

O Projeto do Sudeste da Anatólia, na Turquia, reúne muitas barragens, entre elas Karakaya. A maioria fica nos rios Eufrates e Tigre, que seguem para a Síria e o Iraque. Os dois países protestaram contra possíveis efeitos no abastecimento. O Indo nasce em mais de um país e é o principal rio do Paquistão. A Índia construiu nele grandes barragens apesar da oposição paquistanesa, entre elas Baglihar e Kishanganga. A China construiu barragens no Rio Mecom, inclusive Xiaowan e Nuozhadu, sem o consentimento dos países situados a jusante. No Nilo, há tensões entre Egito e Sudão, países áridos a jusante, e os países a montante, onde a chuva fornece a maior parte da água do rio. A Etiópia iniciou o enchimento da Grande Barragem do Renascimento em 2020 e a inaugurou em 9 de setembro de 2025, com capacidade instalada de 5.150 MW. Na data da inauguração, Egito e Etiópia apresentaram ao Conselho de Segurança das Nações Unidas posições opostas sobre a legalidade da operação e a necessidade de um acordo vinculante entre os três países.

Processo de projeto

O projeto começa pelo reconhecimento do local, passa pelo estudo de viabilidade e chega ao planejamento detalhado. No reconhecimento, a equipe visita a área e reúne dados geológicos, sísmicos e topográficos. Durante a viabilidade, investigações mais profundas avaliam geologia, hidrologia e hidráulica. Também começam as análises ambientais e de inundação, junto com o exame da desapropriação de terrenos, dos serviços públicos disponíveis e das fontes de rocha ou solo para o aterro. O planejamento produz os desenhos finais, o cronograma e as estimativas de custo.

Investigações técnicas

As investigações topográficas medem o local e produzem mapas detalhados da região. As geológicas examinam o terreno, e as hidrológicas acompanham a água. Como o restante do projeto depende dos mapas topográficos, suas medidas precisam ser muito precisas.

Antes que a barragem e a água armazenada exerçam forças imensas sobre as encostas e o terreno, as investigações geológicas examinam a resistência das rochas e dos solos e procuram falhas. Esse conhecimento orienta o controle da infiltração e reduz o risco de ruptura. A equipe também calcula a probabilidade e a magnitude de sismos.

As investigações hidrológicas acompanham o escoamento próximo, delimitam a bacia a montante e medem a precipitação anual. Também calculam a vazão média no local e suas mudanças entre estações e anos. Com esses dados, os projetistas estimam a frequência e a magnitude das cheias e dimensionam o vertedouro.

Avaliação de impacto ambiental

Em muitos países, o responsável pela obra deve preparar uma avaliação de impacto ambiental sobre os efeitos da barragem e do reservatório no ambiente e nas comunidades. A avaliação permite ao empreendedor e ao poder público decidir se o projeto deve seguir, reduzir danos e indenizar os atingidos. A resposta pode ser mudar o local, as dimensões ou o desenho, compensar a população ou cancelar a obra.

Escolha do local, da estrutura e dos materiais

A escolha do local, do tipo estrutural e dos materiais depende da topografia, da hidrologia, das fontes de material e dos caminhos possíveis para os vertedouros. A geologia recebe atenção especial porque o terreno sob e ao lado da estrutura precisa suportar as cargas. Os cálculos reúnem a pressão hidrostática, as cargas de gelo e sedimentos, as tensões térmicas, a subpressão, as cheias, os sismos, a retração do concreto e o peso da própria barragem.

O local precisa acomodar um reservatório suficientemente grande e ter terreno capaz de suportar as forças da água e da barragem. Falhas geológicas sob ou perto da estrutura também são examinadas para saber se oferecem risco sísmico.

Em vales estreitos, uma barragem de gravidade ou em arco pode atingir grande altura. O arco só é possível quando as encostas suportam as forças transmitidas pelas extremidades. Uma estrutura de gravidade precisa de fundação em rocha resistente. As duas normalmente usam concreto, material mais caro que terra ou rocha. Em vales largos, costuma-se preferir uma barragem de aterro. O enrocamento é adequado quando há muita rocha nas proximidades. Sem essa fonte, pode-se usar aterro de terra. Materiais impermeáveis disponíveis perto da obra, como argila para o núcleo, favorecem qualquer solução de aterro.

Resiliência climática

As condições hidrológicas usadas no projeto podem mudar durante a longa vida de uma barragem. A avaliação de resiliência climática examina como alterações nas cheias, nas secas, na disponibilidade de água e na produção de sedimentos podem afetar a segurança e o desempenho da obra e de seus usos. Conforme o risco e as características do local, as respostas podem incluir capacidade adicional de descarga, maior borda livre em períodos de cheia, tomadas em alturas diferentes, monitoramento hidrometeorológico e atualização das regras de operação do reservatório.

Estética

Em 1929, o arquiteto britânico Charles Fowler citou Roosevelt e O'Shaughnessy como exemplos de beleza e defendeu que a aparência pesasse na comparação entre projetos. Para Fowler, estruturas curvas, especialmente em arco, tendiam a parecer mais atraentes que aquelas feitas apenas de linhas retas. O engenheiro civil suíço Nicholas Schnitter concordava que obras atraentes eram desejáveis, mas lembrava que a beleza depende do gosto e que era difícil prever se um projeto melhoraria o ambiente ao redor. Depois da Segunda Guerra Mundial, a popularidade do concreto deu maior liberdade para criar formas agradáveis.

Centrais hidrelétricas

Muitas barragens contêm centrais nas quais a água atravessa uma turbina hidráulica ligada a um gerador elétrico. Os geradores normalmente ficam perto da base, dentro da casa de força. Quando falta terreno a jusante, a casa de força pode ficar dentro da própria estrutura, sobretudo em barragens de gravidade ocas.

O projeto da central considera a potência desejada, a vazão disponível e a diferença de altura entre o nível d'água a montante e o gerador, chamada queda hidráulica. Esses fatores determinam o tipo de turbina, como Francis, Pelton ou Kaplan.

A água chega ao gerador por um conduto forçado, que alimenta a turbina e a faz girar.

Vertedouros e comportas

Vertedouros liberam de forma controlada o excesso de água do reservatório para o rio a jusante e evitam o galgamento e uma possível ruptura. Como chuvas excepcionalmente intensas podem elevar o reservatório e causar danos graves, a capacidade do vertedouro precisa acompanhar a variação regional das chuvas e das cheias. Em barragens pequenas, ele costuma receber a maior cheia esperada em cem ou quinhentos anos. Nas grandes, o cálculo pode usar eventos com período de retorno de até 10 mil anos.

Numa barragem de gravidade de concreto, o vertedouro pode fazer parte do corpo principal. Em outros projetos, ele ocupa uma sela na crista que circunda o reservatório e leva a água por um canal ou túnel até jusante. O vertedouro tipo tulipa é um poço vertical dentro do reservatório ligado a um túnel de descarga.

Para conduzir bem a água, a soleira costuma ter perfil parabólico. Na extremidade inferior, uma estrutura de dissipação reduz a velocidade antes da descarga e limita a erosão. Alguns vertedouros têm perfil ogee. Eles começam quase horizontais no coroamento, ficam muito inclinados e voltam a se curvar na base, projetando a água para longe da estrutura.

Muitas barragens têm comportas, geralmente no topo do vertedouro, que regulam o nível do reservatório e a vazão liberada. Entre os tipos estão a comporta de elevação vertical, a comporta tambor e a comporta radial.

Descargas

As descargas, geralmente situadas na parte inferior da barragem, permitem esvaziar parcialmente o reservatório. O nível pode ser reduzido para manutenção, remoção de sedimentos, geração, aumento da vazão na estação seca ou alívio dos esforços numa emergência. Túneis abertos no início da obra para desviar o rio às vezes são convertidos em descargas permanentes.

Barragens auxiliares

Se a crista que circunda um reservatório contém uma sela abaixo do nível planejado da água, constrói-se uma barragem auxiliar para fechar esse ponto baixo. Ela deve receber o mesmo rigor de projeto da estrutura principal.

Eclusas

Se uma barragem interromper um rio navegável, podem-se incorporar eclusas para que as embarcações passem nos dois sentidos. Elas têm uma ou mais câmaras retangulares, grandes portas nas extremidades e válvulas que permitem enchê-las e esvaziá-las.

Passagens para peixes

Em rios usados na migração de peixes, o bloqueio pode prejudicar o deslocamento e a reprodução. Passagens como escadas, elevadores e cursos artificiais semelhantes a rios naturais reduzem esses efeitos.

Ensecadeiras e desvio do rio

Para manter seco o canteiro de uma grande barragem, uma ensecadeira temporária e estanque segura a água fora da área de trabalho. A mesma solução permite construir apoios de pontes em lagos, rios e áreas costeiras. Quando a obra cruza um vale, o rio precisa seguir provisoriamente por outro caminho. Um túnel ou canal pode contornar ou passar sob o local, enquanto a ensecadeira conduz a água até ele. Depois da construção, a ensecadeira costuma ser retirada, embora possa ser incorporada a uma barragem de aterro. Os desvios são fechados ou demolidos, salvo quando passam a funcionar como descarga ou vertedouro.

Outro método é construir uma ensecadeira semicircular em metade do vale e forçar o rio para o lado oposto. Depois de pronta a primeira metade da barragem, a ensecadeira é transferida para o outro lado e a água passa por aberturas provisórias na parte já executada. Constrói-se então a segunda metade e remove-se a barreira temporária.

Em certos aterros, evita-se o desvio completo concentrando o rio num canal estreito no centro do vale e construindo o maciço a partir das duas margens, com uma abertura central. Durante a estação seca, quando a vazão é baixa, essa abertura é fechada rapidamente ao mesmo tempo que o reservatório começa a encher.

Fundação, injeções e drenagem

A fundação é o solo ou a rocha que sustenta a estrutura. Barragens de concreto altas e pesadas, sejam de gravidade, em arco ou de contrafortes, geralmente precisam de rocha matriz sã. O solo, o cascalho e a rocha solta ou alterada são então removidos até expor essa base. Como a fundação larga de uma barragem de aterro exerce menos pressão, muitas dessas obras podem apoiar-se em rocha solta ou solo.

A água infiltrada sob a barragem ou ao redor dos encontros pode enfraquecer a obra. Antes da construção, calda é injetada nas rochas da fundação e das encostas para fechar caminhos de infiltração. A injeção de consolidação preenche fissuras ou defeitos sob alta pressão e fortalece o maciço. Para formar a cortina de injeção, furos profundos recebem calda sob e ao lado da estrutura. A profundidade pode corresponder a 30–70% da carga hidráulica planejada.

Para reduzir a erosão interna e a subpressão, o sistema de drenagem recolhe água do interior ou da base e a conduz a jusante por tubos ou por uma manta de brita sob a barragem. Barragens de concreto podem ter galerias horizontais e poços verticais internos para coletá-la.

Execução do corpo

Barragens de aterro consomem enormes quantidades de solo e rocha, em geral extraídos de áreas de empréstimo próximas. Máquinas pesadas espalham e compactam esse material em camadas sucessivas. Cada camada passa por controle de composição, umidade e compactação. Instrumentos são embutidos à medida que o maciço sobe e acompanhados sem interrupção, o que permite corrigir depressa qualquer defeito.

Perto de uma barragem de concreto, uma central de produção mistura agregados, cimento, cinza volante e água. Correias transportadoras, caçambas, caminhões ou guindastes levam a mistura até as formas. Depois do lançamento, o concreto é vibrado para eliminar bolhas e vazios. A estrutura sobe em blocos de 1,5–3 m de altura e 12–30 m de largura e profundidade.

O concreto massa empregado nessas espessuras libera muito calor durante a hidratação. Ao esfriar, ele se retrai e pode fissurar. Juntas acomodam a retração sem rachar o bloco. Depois que o calor se dissipa, elas recebem calda e são vedadas a montante com tiras de metal, borracha ou plástico. Tubos internos também podem circular fluido refrigerante.

No método mais recente do concreto compactado com rolo, ou CCR, a mistura usa menos cimento, aceita agregados de até 100 mm e gera menos calor. Tratores de esteira podem circular sobre a camada logo depois do lançamento. O menor uso de formas e mão de obra reduz os custos.

Enchimento inicial e comissionamento

Concluída a obra principal, o reservatório não é necessariamente levado de imediato ao nível normal de operação. O primeiro enchimento pode ser realizado em etapas, com pausas em níveis previamente definidos para observar vazamentos, deformações, pressões internas e a resposta da fundação e dos encontros. Instrumentos instalados durante a construção são calibrados e verificados antes e durante esse processo.

O plano de enchimento estabelece o cronograma, os níveis de espera, a frequência das leituras, os limites que acionam alertas e os procedimentos de comunicação. Ele se articula com os planos de instrumentação, operação, manutenção e emergência, pois o enchimento é a primeira ocasião em que a estrutura recebe progressivamente a carga completa da água.

Regras de operação e usos múltiplos

Depois de entrar em operação, a barragem e o reservatório precisam cumprir suas finalidades mesmo quando as chuvas e as vazões mudam. Em empreendimentos de usos múltiplos, as regras equilibram objetivos que podem disputar o mesmo espaço. Guardar mais água favorece o abastecimento e a geração, enquanto deixar uma parte vazia aumenta a capacidade de amortecer cheias.

Curvas-guia ou curvas de operação estabelecem níveis ou volumes desejados ao longo do ano. As decisões de armazenamento e liberação também podem considerar limites de vazão a jusante, demandas de abastecimento e irrigação, produção de energia, navegação e vazões ambientais. Como essas necessidades mudam com as estações e nem sempre são compatíveis entre si, as regras são avaliadas em conjunto e podem ser revistas quando surgem novos dados, usos ou riscos.

Manutenção

Para evitar incidentes e alcançar a vida útil prevista, a gestão cotidiana combina manutenção preventiva e corretiva, ensaios, conservação de equipamentos, registros, treinamento de pessoal e reserva de recursos para intervenções futuras. A inspeção estrutural e o planejamento de emergências integram o sistema de segurança e são tratados separadamente abaixo.

Assoreamento e gestão de sedimentos

A maioria dos reservatórios acumula sedimentos aos poucos e perde volume de armazenamento. Os depósitos no volume útil reduzem diretamente a quantidade de água disponível, enquanto o volume morto abaixo da tomada mais baixa recebe parte do material. O solo em suspensão se deposita quando o rio perde velocidade ao entrar no reservatório. O vento, os deslizamentos, as obras próximas e a erosão causada por irrigação ou chuva levam outras partículas à água. As barragens retêm aproximadamente metade dos sedimentos fluviais do mundo, entre 8 e 16 km³ por ano. Em 47.403 grandes barragens de 150 países, o assoreamento pode reduzir o armazenamento original combinado de 6.316 para 4.665 km³ até 2050, uma perda de 26%. A velocidade dessa perda muda muito entre países e reservatórios. Manter ou recuperar a cobertura vegetal da bacia hidrográfica e construir terraços reduz a erosão e a entrada de material.

Descargas de fundo, vertedouros e túneis de desvio podem transportar sedimentos para jusante ou levar a água carregada de material ao redor do reservatório. Essas soluções prolongam a capacidade de armazenamento e recompõem parte da continuidade sedimentar, mas dependem da topografia e do desenho da obra. Uma descarga rara e muito concentrada pode soterrar ecossistemas a jusante. Os túneis de desvio custam caro e nem sempre são viáveis. O regime de liberação precisa levar esses efeitos ambientais em conta.

Envelhecimento e reabilitação

Uma barragem não fica prestes a romper apenas porque envelheceu, mas sua condição, seus equipamentos e as hipóteses originais do projeto precisam ser revistos com mais cuidado. Materiais deteriorados, comportas e instrumentos obsoletos, maior ocupação a jusante e novos conhecimentos sobre cheias ou sismos podem exigir reparos, reforços, ampliação das descargas ou mudança nas regras de operação.

Grande parte das grandes barragens existentes foi construída entre as décadas de 1930 e 1970, e muitas já chegaram perto de cinquenta anos de operação ou ultrapassaram essa idade. O envelhecimento dessa infraestrutura é um risco mundial emergente. As respostas possíveis passam por manutenção ampliada, reabilitação, adaptação a novas condições, mudança de finalidade ou desativação planejada.

Remoção de barragens

Uma barragem pode ser removida quando oferece risco, perde a utilidade original, impede a migração de peixes ou retém sedimentos necessários ao rio. Depois da remoção, podem se recuperar a pesca, o fluxo de água e sedimentos, a largura e as ramificações do canal, a temperatura natural e os hábitats. O material acumulado no reservatório pode erodir aos poucos ou em pulsos e seguir para jusante.

Nos Estados Unidos, calcula-se que mais de dois milhões de barragens e um número ainda maior de bueiros e outras barreiras bloqueiem a migração de peixes nos rios e córregos. Até 2016, mais de 1.200 barragens haviam sido removidas, seiscentas delas entre 1996 e 2016. Entre 2011 e 2014, as barragens de Elwha e Glines Canyon foram retiradas do Rio Elwha. O retorno de sedimentos e madeira restabeleceu o delta. Entre 2020 e 2024, quatro barragens, inclusive Iron Gate, foram removidas do Rio Klamath após longa campanha de povos indígenas e ambientalistas. Um dos objetivos era recuperar uma das maiores rotas de migração de salmão da costa pacífica norte-americana.

Em 2021, a Europa tinha mais de um milhão de barragens e barreiras, ao menos 100 mil delas classificadas como obsoletas. A estimativa para 2026 já ultrapassava 150 mil. A fragmentação dos rios responde por parte da perda superior a 80% da biodiversidade de água doce e do declínio de 55% nas populações monitoradas de peixes migratórios. Em 2024, a União Europeia aprovou o Regulamento de Restauração da Natureza. A norma obriga os Estados-membros a inventariar barreiras artificiais, remover primeiro as obsoletas e trabalhar pela recuperação de ao menos 25 mil km de rios de fluxo livre até 2030. A organização Dam Removal Europe localiza estruturas e facilita sua retirada. Em 2025, pelo menos 603 barreiras foram retiradas na Europa, reconectando mais de 3.740 km de rios e córregos.

Gestão de risco

Na gestão de segurança, o risco reúne a probabilidade de um desempenho insatisfatório ou de uma ruptura e a gravidade de suas consequências. A análise examina as ameaças, os possíveis modos de falha, o comportamento da estrutura e as áreas que a água poderia inundar. A avaliação compara os resultados e orienta medidas para reduzir o risco. Dados novos de inspeções e instrumentos voltam ao processo e podem mudar prioridades, intervenções e regras de operação.

Inspeção e monitoramento

Para encontrar problemas antes que se agravem, inspeções e instrumentos acompanham as ações abaixo.

• pressão da água, do gelo, das ondas e dos sedimentos do reservatório.
• sismos.
• compressão da fundação e dos encontros pelo peso da barragem e do reservatório.
• movimentos decorrentes do recalque do terreno.
• tensões internas de compressão e tração.
• expansão e contração provocadas por variações de temperatura.

Essas ações podem curvar, levantar, expandir, contrair ou deslocar a estrutura. Inclinômetros, medidores de junta, extensômetros, deflectômetros, termômetros, medidores de deformação e piezômetros permanecem instalados para acompanhar essas mudanças. Dados fora do padrão levam a novas investigações e, quando necessário, a reparos ou outras medidas de redução do risco.

Planos de emergência e proteção a jusante

Um plano de ação ou preparação para emergências define como reconhecer e classificar uma situação anormal, quem deve ser avisado e quais medidas cabem ao operador, às autoridades e às comunidades. Pode incluir mapas de inundação, sistemas de alerta, contatos institucionais, rotas de evacuação e procedimentos para mobilizar equipes e equipamentos. O operador normalmente verifica a condição da barragem e emite os avisos previstos, enquanto as autoridades de proteção civil coordenam a evacuação e outras respostas externas.

O planejamento abrange o colapso completo e as liberações acidentais ou operacionais capazes de ameaçar pessoas, propriedades e atividades econômicas a jusante. Exercícios, treinamento e comunicação pública são necessários para que os procedimentos possam ser executados sob condições reais.

Regulamentação

A maioria dos países com grandes barragens tem leis ou regulamentos sobre construção e inspeção, mas as regras mudam de um lugar para outro. Em alguns, um órgão público faz a inspeção. Em outros, essa tarefa fica com o proprietário. A legislação geralmente não fixa todos os parâmetros de projeto e exige o cumprimento de regras técnicas aceitas ou do estado da arte científico e tecnológico. A responsabilidade pode pertencer ao governo nacional ou às divisões do país. Na Alemanha, por exemplo, cada estado tem suas próprias normas.

No Brasil, a Lei n.º 12.334, de 20 de setembro de 2010, criou a Política Nacional de Segurança de Barragens e o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens. As leis n.º 14.066/2020 e n.º 15.355/2026, entre outras, modificaram seu texto. A norma põe a responsabilidade legal pela segurança nas mãos do empreendedor. Também prevê classificação por risco e dano potencial, plano de segurança, monitoramento, inspeções e plano de ação de emergência. Novas barragens de mineração não podem ser alteadas pelo método a montante. Com dados de 2025, o cadastro nacional reunia 29.761 estruturas. Destas, 213 eram prioritárias para a gestão da segurança por problemas de conservação ou descumprimento de requisitos, enquanto 48% ainda não tinham enquadramento definido na política nacional.

Em Portugal, o Decreto-Lei n.º 21/2018, de 28 de março, reúne a classificação das barragens, o Regulamento de Segurança de Barragens e o Regulamento de Pequenas Barragens. O primeiro vale para obras com pelo menos 15 m de altura e para aquelas que tenham no mínimo 10 m e formem albufeira superior a 1 hm³. As demais seguem o regulamento de pequenas barragens.

Modos de falha

As rupturas anteriores ensinaram que uma barragem em arco pode falhar quando a rocha dos encontros é fraca, a fundação sofre erosão ou a área de contato entre concreto e rocha se rompe por cisalhamento. Barragens de gravidade e de contrafortes podem tombar, deslizar, fissurar ou sofrer danos sísmicos. Nas barragens de terra, um pequeno vazamento através ou por baixo do material permeável pode carregar partículas e abrir um canal que cresce até romper a obra. Esse processo recebe o nome de erosão interna.

Rupturas históricas

As barragens de aterro responderam por muitas das rupturas ocorridas no século XIX e no início do XX. A maior atenção à segurança reduziu drasticamente a taxa de falhas durante o século XX. Das barragens com mais de 15 m construídas depois de 1900, apenas cem haviam rompido até 1994. A altura e a capacidade dos reservatórios elevaram o dano potencial a jusante.

Uma ruptura antiga ocorreu por volta de 2600 a.C., quando Sadd el-Kafara desabou perto da conclusão durante uma cheia severa. Em Malpasset, a falha de 1959 não se deveu à forma ou à resistência do concreto, mas a uma superfície de deslizamento subterrânea movimentada pelo peso combinado da barragem e do reservatório. A estrutura rachou e a inundação matou centenas de pessoas.

Na Barragem do Vajont, na Itália, uma investigação insuficiente precedeu consequências fatais. A barragem em arco foi erguida em 1959 num vale íngreme sujeito a deslizamentos e, com mais de 260 m, era então a mais alta do mundo. Em 1963, cerca de 270 milhões de m³ de rocha caíram no reservatório e geraram uma onda com aproximadamente 50 milhões de m³ de água, que passou sobre o coroamento. O desastre matou 1.917 pessoas a jusante, embora a estrutura tenha sofrido apenas danos pequenos.

Mesmo depois das investigações, a causa do rompimento da barragem de aterro de Baldwin Hills, nos Estados Unidos, permaneceu sem conclusão definitiva. A estrutura falhou em 1963. Entre os fatores possíveis estavam o recalque de solo fraco, assentamentos irregulares, falhas geológicas, a extração e posterior repressurização de um campo de petróleo próximo e os ciclos de esvaziamento e enchimento. Em 1975, a ruptura em cascata das barragens de Banqiao e Shimantan, na China, tornou-se um dos desastres mais mortíferos desse tipo. O Tufão Nina provocou extensas inundações em Henan e derrubou estruturas do mesmo sistema fluvial. As estimativas variam de 171 mil a 230 mil mortes.

Barragens em conflitos armados

Vinte ataques militares atingiram barragens entre 1917 e 1993, e o Protocolo Adicional I de 1977 às Convenções de Genebra deu proteção especial a barragens, diques e centrais nucleares. Mesmo quando sejam objetivos militares, essas obras não devem ser atacadas se a liberação de suas forças perigosas puder causar perdas severas à população civil, salvo nas condições específicas do próprio protocolo.

Fontes