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O AutoCAD Civil 3D auxiliando em Estudos de
Rompimento de Barragens Rafael Colucci
AutoCAD Civil 3D contribuindo em desenvolvimento de Estudos de Rompimento de Barragens”, que vai
falar de “Após a tragédia em Mariana, os olhos da população e das autoridades se voltaram à questão
da Segurança de Barragens. Devido ao tamanho da tragédia, se tornou evidente que estudos de
rompimento de barragens devem ser melhor realizados, para que os danos à vida e à materiais sejam
minimizados. Desta forma, o AutoCAD Civil 3D, surge como peça fundamental nesta etapa, pois permite
criar toda a geometria da bacia hidrográfica e da barragem, para que estas informações sejam
posteriormente exportadas ao HEC-RAS, software do Corpo de Engenheiros do Exército Norte
Americano, referência em estudos de escoamento. Além de facilitar a criação, e exportação desta
geometria, os resultados do estudo de rompimento da barragem, podem ser novamente inseridos no
AutoCAD Civil 3D, e a partir de ferramentas como os Mapas Online, e ferramentas geo referenciadas
para criação de mapas permitem a criação de um poderoso Mapa de Inundação, que apresente todas as
informações necessárias. Assim as autoridades envolvidas poderão melhor desempenhar suas funções
na redução dos impactos ambientais, salvar vidas e agir com maior agilidade durante este processo.
Assim, espera-se que ao final desta apresentação fique claro que o AutoCAD Civil 3D é peça
fundamental, e deve ser utilizado para ampliar as capacidades do HEC-RAS no desenvolvimento de
estudos de rompimento de barragens.
Objetivo de aprendizado
Ao final desta palestra você terá condições de:
Entender as características de um Estudo de Rompimento de Barragens.
Conhecer o HEC-RAS.
Reconhecer os objetos do AutoCAD Civil 3D, fundamentais em um estudo de rompimento de
barragens.
Entender a ferramenta de exportação dos dados construídos no AutoCAD Civil 3D para o HEC-
RAS
Conhecer as formas de complementar um Mapa de Inundação a partir das ferramentas do
AutoCAD Civil 3D
Sobre o Palestrante
Laércio Rafael Colucci Marques da Silva
Instituto Geoeduc e AprenderWeb
Professor no curso de Engenharia Civil do Centro Universitário de Itajubá.
Trabalha com AutoCAD desde 2001, quando aprendeu a utilizar o software
para criação de projetos elétricos, em um estágio que fazia na
Universidade Federal de Itajubá. A paixão foi tanta, que naquele mesmo
ano começou a auxiliar professores de desenho, que não dominavam o
O AutoCAD Civil 3D auxiliando em Estudos de Rompimento de Barragens
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AutoCAD, a utilizá-lo em suas aulas. Ao iniciar mestrado em Engenharia de Energia, necessitava de uma
ferramenta que permitisse criar um modelo de bacia hidrográfica, que pudesse ser utilizada no HEC-RAS
para realizar um estudo de rompimento de barragens, foi então que teve contato com o AutoCAD Civil
3D. A partir de então, desenvolve cursos online, e artigos técnicos de AutoCAD, AutoCAD Civil 3D e
AutoCAD Map, que são comercializados pelas empresas Instituto Geoeduc e AprenderWeb..
O AutoCAD Civil 3D auxiliando em Estudos de Rompimento de Barragens
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1 Estudos de Rompimento de Barragens
Desde a catástrofe de Mariana,
conhecido como maior desastre
ambiental da história do Brasil, os olhos
da população têm se voltado para a
questão envolvendo segurança de
nossas barragens.
Apesar de ser algo que jamais tinha sido
presenciado, acidentes como este são
mais comuns do que possamos
imaginar. Todos os anos dezenas de
barragens se rompem ao redor do
mundo, muitas vezes em eventos mais
catastróficos que o ocorrido em 2015,
como por exemplo o rompimento da
Barragem de Vajont.
Neste rompimento, ocorrido no ano de 1963 no norte da Itália cerca de 2000 pessoas perderam suas
vidas. Lembrado em 2008 pela UNESCO, o rompimento deste barramento é visto como uma das
principais falhas humanas já presenciadas.
Devido a isto é de fundamental importância o desenvolvimento de estudos de rompimento de barragens
para que informações referentes a um possível rompimento sejam utilizadas para a elaboração de um
Plano de Ações Emergenciais.
Este plano deverá ser utilizado pelas autoridades para redução dos impactos ao meio ambiente,
propriedades e à integridade de todos que construíram suas vidas em locais próximos às barragens.
Dentre várias formas de realizar este estudo destaca-se a união entre dois importantes softwares de
engenharia, o HEC-RAS e o AutoCAD Civil 3D.
2 O HEC-RAS
Desenvolvido pelo Centro de Engenharia Hidrológica do Corpo de Engenheiros do Exército Norte
Americano, o HEC-RAS é um software de distribuição gratuita, de alta precisão e que permite realizar
simulações de escoamento em regimes Permanente e Não Permanente, assim como Análise de
Sedimentos e de Qualidade da Água.
Uma de suas principais vantagens é permitir a integração com gigantes do CAD e do GIS, dentre eles o
AutoCAD Civil 3D, desenvolvido pela Autodesk.
O AutoCAD Civil 3D auxiliando em Estudos de Rompimento de Barragens
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Apesar das vantagens citadas acima, sua interface não é tão simples, o que torna seu uso,
principalmente quando o usuário é iniciante, extremamente difícil.
Caso um dia decida escrever minha biografia, citarei as noites em claro, acompanhadas do HEC-RAS e
das músicas de uma famosa banda de Rock que me auxiliaram a desbravar o árido terreno deste tão
importante software de engenharia.
Por esse motivo, hoje me sinto extremamente feliz por dividir um pouco do meu conhecimento com
iniciantes neste software, e privá-los de alguns momentos de extrema falta de motivação. Fiquem de
olho em cada dica dada ao longo do texto, pois estarei ensinando algumas formas de utilizar o AutoCAD
Civil 3D para reduzir todos os obstáculos de uma simulação de rompimento de barragens.
Abaixo é possível visualizar o ambiente do HEC-RAS.
Ambiente do HEC-RAS
3 O Super-Herói: AutoCAD Civil 3D
Apesar de não ser um software desenvolvido exclusivamente para estudos hidráulicos o AutoCAD Civil
3D é fundamental em duas, de três etapas de uma simulação de rompimento de barragens no HEC-
RAS. Assim, podemos entender que o AutoCAD Civil 3D e seus objetos de desenho age como um
verdadeiro grupo de Super Heróis ao longo de uma simulação de rompimento de barragens.
Pré Processamento (AutoCAD Civil 3D): Nesta etapa é desenvolvida a
geometria da simulação. A partir da construção de uma Superfície que
represente o terreno, do traçado de um Alinhamento que representará o
curso d’água em que será analisada a propagação das ondas de
inundação provenientes do rompimento da barragem e criação do
conjunto de seções transversais.
O AutoCAD Civil 3D auxiliando em Estudos de Rompimento de Barragens
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Simulação (HEC-RAS): A simulação ocorre no HEC-RAS. Mesmo que o
Civil 3D forneça todas as informações necessárias para a simulação, ainda
será necessário realizar alguns ajustes e inserir informações que serão
utilizadas durante os cálculos, como hidrogramas, Coeficiente de Manning e
informações sobre o barramento.
Elaboração do Mapa de Inundação (HEC-RAS + Civil 3D): O AutoCAD
Civil 3D será fundamental para a elaboração do mapa de inundação.
Apesar da mancha ser calculada no HEC-RAS, o arquivo base e a
transformação desta mancha em um Mapa de inundação acontecerá no
AutoCAD Civil 3D.
Dentre as etapas apresentadas acima, detalharemos melhor aquelas que acontecem no AutoCAD Civil
3D, assim, para fins de matar a curiosidade dos usuários que não conheçam tão bem o HEC-RAS
apresento na imagem abaixo algumas janelas de seu ambiente de simulação.
Janelas do ambiente de simulação do HEC-RAS
3.1 Superfícies
A Superfície é o objeto do AutoCAD Civil 3D que representa o terreno onde a bacia está contida. Para
construção deste objeto, pode-se utilizar medições de topografia, cartas topográficas, imagens de
satélite e nuvens de pontos.
Contudo, é importante ressaltar que é importante que a topografia do terreno esteja aliada a batimetria
do canal para facilitar a criação da geometria da simulação de rompimento de barragens. Na imagem
O AutoCAD Civil 3D auxiliando em Estudos de Rompimento de Barragens
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abaixo apresentamos algumas características de uma Superfície que será utilizada para construção do
modelo.
Superfície, vista 3D do terreno e integração entre topografia e batimetria.
Dica muito importante:
O HEC-RAS não faz milagre! Isso significa que a precisão do resultado de uma simulação de
escoamento depende das informações inseridas no modelo. Assim, é fundamental a criação de uma
Superfície contendo dados precisos de topografia e batimetria, pois isto irá afetar diretamente o resultado
do seu estudo.
Principalmente no que tange a criação do Mapa de Inundação, a precisão destas informações é
fundamental pois um mapa impreciso poderá colocar em risco a vida de muitas pessoas.
Não se esqueça disso quando estiver realizando seus estudos no HEC-RAS!!
3.2 Alinhamentos
O Alinhamento serão responsáveis por definir o traçado do curso d’água onde ocorrerá a propagação
das ondas de inundação provenientes do rompimento da barragem.
Trata-se de um objeto bidimensional, que pode ser criado de diversas formas. Apesar de ser um objeto
bidimensional, é possível obter informações de sua interação com o terreno, e assim analisar de que
forma o curso d’água interage com a planície de inundação.
Esta interação é fundamental em um estudo de escoamento no HEC-RAS já que características do
terreno são fundamentais para calcular o nível da inundação.
Super dica:
Os Alinhamentos podem ser traçado manualmente, ou a partir da transformação de um objeto de
desenho, como uma Polyline.
O AutoCAD Civil 3D auxiliando em Estudos de Rompimento de Barragens
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A vantagem da segunda opção é que fica mais fácil definir o sentido do estaqueamento. As estacas,
conforme pode ser visualizada na imagem abaixo, são fundamentais para a realização de uma
simulação no HEC-RAS, pois informam para o software a posição das seções transversais que serão
analisadas.
Para que possamos construir um Alinhamento de forma correta, para uma simulação no HEC-RAS
devemos definir o sentido do estaqueamento oposto ao do escoamento. Apesar de parecer
estranho, já que este procedimento nos dá a impressão de estarmos definindo que o fluxo do rio será
contrário ao natural, o HEC-RAS só entenderá o sentido do escoamento se realizarmos esta inversão.
Veja na imagem abaixo, que um dos círculos em destaque apresenta exatamente o sentido das estacas.
Visualizando um Alinhamento em detalhes
Mas fique tranquilo, no HEC-RAS existe uma ferramenta que permitirá ao usuário inverter o sentido do
rio, e assim manter as seções na posição correta.
3.3 Seções Transversais
O objeto utilizado para criar as seções transversais é a Sample Line. A Sample Line será responsável
por fornecer ao HEC-RAS a interação do Curso d’água e o terreno, delimitando assim o canal e suas
margens.
Conforme você pode visualizar na imagem abaixo, é possível criar um conjunto de Sample Lines no Civil
3D, de acordo com as características da simulação que será realizada e pré visualizá-las, de forma a
analisar melhor as nuances do terreno que será utilizado para realização do estudo.
O AutoCAD Civil 3D auxiliando em Estudos de Rompimento de Barragens
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Vista de seção e conjunto de Sample Lines em detalhe.
Dica:
Existem inúmeras formas de traçar Sample Lines no AutoCAD Civil 3D, contudo, a procedimento mais
rápido ocorre quando utilizamos a opção By Range of Stations, onde podemos definir a largura de cada
seção assim como o espaçamento entre elas.
3.4 Ferramenta de Exportação para o HEC-RAS
De nada adiantariam os objetos citados acima se
não existisse uma forma de exportar as
informações em algum dos formatos aceitos pelo
HEC-RAS.
Felizmente, o AutoCAD Civil 3D possui uma
ferramenta de exportação que, em pequenos
passos realizados pelo usuário, ajusta toda a
geometria criada para o formato GEO, aceito
pelo HEC.
Na imagem ao lado é possível visualizar a janela
de exportação do AutoCAD Civil 3D.
MEGA DICA:
Quando fornecer o nome do rio, no campo River Name, opte por siglas ou nome curtos.
Por exemplo, se a sua simulação ocorre no Rio de Piracicaba, opte por escrever RP ao invés do nome
completo. Apesar de você, com certeza, ter lido o nome do rio cantando, esta é uma dica extremamente
importante e pouco conhecida entre os usuários.
O AutoCAD Civil 3D auxiliando em Estudos de Rompimento de Barragens
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Quando citei em alguns parágrafos acima que encontrei inúmeras dificuldades ao realizar minha
simulação, me referia principalmente a um erro pouco conhecido, que ocorre devido ao nome dos
trechos do curso d’água analisado serem muito grandes, e a simulação simplesmente não se inicia.
Um outro erro comum dos usuários, é criar nomes de arquivos muito longos devido ao uso de muitas
pastas. Então evite criar um sistema de pastas como o descrito abaixo:
C:\Desktop\Trabalhos_no_HECRAS\Rompimento_de_Barragens\Rio_de_Piracicaba\Simualação
Sem sombras de dúvidas, dentre todas as dicas desta apresentação, esta é a mais importante!
4 Ferramentas para melhoria do Mapa de Inundação
Os Mapas de Inundação compõem um importante conjunto de ferramentas de controle de uma situação
de emergência proveniente de um rompimento de barragens.
No ambiente do HEC-RAS é possível calcular a mancha de inundação gerada a partir do deslocamento
da onda de inundação. Apesar de ser possível ter uma noção dos danos causados, este resultado por si
próprio não é suficiente tornando fundamental a criação de um Mapa de Inundação.
Os Mapas de Inundação devem apresentar, além da área atingida pela inundação, os locais para onde
as vítimas deverão ser levadas, assim como os alojamentos temporários que deverão abrigar os
atingidos pela inundação.
Para isso, basta importar a Mancha de Inundação para o AutoCAD Civil 3D e utilizar ferramentas como
os Mapas Online da Autodesk, hachuras com transparência que facilitem a visualização das áreas
atingidas, topologias e bancos de dados que possam fornecer as informações necessárias sobre os
locais onde será possível alojar os desabrigados.
Na imagem abaixo é possível visualizar a aplicação das ferramentas citadas acima.
Ferramentas para criação de Mapas de Inundação
O AutoCAD Civil 3D auxiliando em Estudos de Rompimento de Barragens
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5 Conclusão
Desastres como o do rompimento da Barragem de Fundão em Mariana ficarão marcados na história
devido ao tamanho do impacto ao meio ambiente e principalmente pelas vidas perdidas.
Assim, é fundamental que as autoridades fiscalizem a segurança das barragens e exijam de seus
proprietários a criação de um Plano de Ações Emergenciais que auxilie as autoridades na redução de
danos ao meio ambiente, patrimônio e principalmente aos que vivem à jusante do barramento.
Felizmente, ferramentas como o AutoCAD Civil 3D podem ser utilizadas ao longo da elaboração de um
estudo de rompimento de barragens, e assim auxiliar as autoridades ao longo do controle da situação
de emergência.
Além de possuir as ferramentas necessárias para criação do Mapa de Inundação, o AutoCAD Civil 3D
possui ferramentas de criação e exportação da geometria da bacia que será analisada no HEC-RAS, o
que permitirá a realização de cálculos com precisão.
Esta apresentação teve por objetivo apresentar a forma como uma das mais importantes soluções da
Autodesk podem auxiliar na redução de impactos causados em desastres como o ocorrido em 2015.
6 Contato:
Ficarei muito feliz em manter contato com vocês!
Rafael Colucci
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