Avaliação dos métodos probabilísticos aplicados na análise de risco devido à instabilidade de barragens

Abstract

Historicamente a análise de segurança de barragens é feita por meio do fator de segurança, ou seja, método determinístico. Essa metodologia não é suficiente para o cálculo do risco, pois este requer a probabilidade de falha, que é determinada pelo método probabilístico aplicado ao cálculo da instabilidade de barragens. Dessa forma, esse trabalho aplica os principais métodos probabilísticos, utilizando os dados estatísticos dos parâmetros de entrada, para averiguar as principais diferenças dos métodos e determinar as limitações e vantagens de cada um. No intuito de analisar uma variedade de materiais, os métodos foram aplicados a uma barragem de seção mista, tanto na fase final de construção, quanto na fase de operação, correspondente a enrocamento com núcleo de argila e uma barragem de rejeito de mineração, na fase de pleno funcionamento, com um barramento principal (dique de partida) e três alteamentos, aplicando ambas devido à instabilidade. Foram aplicados para os dois tipos de barragens os métodos FOSM (First Order Second Moment), PEM (Point Estimated Method), HPEM (Hibrid Point Estimated Method) e Monte Carlo. Os resultados evidenciaram que o método FOSM é o que apresenta a maior discrepância de resultados devido à quantidade de variáveis, sendo o menos exato dos métodos, entretanto, tem um resultado interessante a contribuição de cada variável aleatória na variação do fator de segurança. O método PEM é o mais exaustivo de executar manualmente, pois necessita de 2 n iterações, sendo n o número de variáveis, o que muitas vezes inviabiliza a execução com muitos parâmetros, no entanto, é mais confiável que o FOSM. Enquanto o HPEM resolve o inconveniente do PEM em relação ao número de iterações, sem perder o grau de confiabilidade. O Monte Carlo é o método mais confiável e exato dentre todos, entretanto requer muita capacidade computacional pois o número de iterações necessárias para um resultado confiável é uma ordem de grandeza acima da probabilidade de ruptura, que em muitos casos inviabiliza a execução do método para todos os parâmetros do problema, com este método foi possível analisar qual das distribuições melhor se adequa ao fator de segurança dos casos analisados.