Barragem de Rejeito - Seminário Do Denilson - Falta So a Conclusão!!!!

5/26/2018 Barragem de Rejeito - Seminrio Do Denilson - Falta So a Concluso!!!!

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1. Barragem de Rejeito

1.1 Introduo

Rejeitos so partculas slidas oriundas da concentrao de minrios, as quais no

possuem valor econmico ou mesmo tecnologia disponvel para seu beneficiamento. Estes

materiais podem exibir caractersticas mineralgicas, geotcnicas e fsico-qumicas variveis,

dependendo do processo de beneficiamento e do tipo de minrio que os originam (Abro,

1987).

No Brasil, a maior parte dos rejeitos descartada das Unidades de Concentrao na

forma de polpa, uma mistura de gua e slidos, e armazenados por uma barragem ou dique.

Estes materiais apresentam basicamente trs tipos de comportamento: lquido sobrenadante,

com tendncia floculao das partculas de menor tamanho; rejeito em processo de

sedimentao apresentando comportamento semilquido a semiviscoso, e rejeito em processo

de adensamento comportando-se como um material particulado.Uma barragem de rejeito uma estrutura de terra construda para armazenar resduos

de minerao, os quais so definidos como a frao estril produzida pelo beneficiamento de

minrios, em um processo mecnico e/ou qumico que divide o mineral bruto em concentrado e

rejeito. As barragens de rejeitos so construdas, em alguns casos, com a utilizao do prprio

rejeito, com um dique de partida normalmente construdo em solo compactado.As caractersticas dos rejeitos variam de acordo com o tipo de mineral e de seu

tratamento em planta (beneficiamento). Podem ser finos, compostos de siltes e argilas,

depositados sob forma de lama, ou formados por materiais no plsticos, (areias) que

apresentam granulometria mais grossa e so denominados rejeitos granulares (Espsito,

2000). Os rejeitos granulares so altamente permeveis e contam com uma boa resistncia ao

cisalhamento, enquanto os rejeitos de granulometria fina, abaixo de 0.074mm (lamas),

apresentam alta plasticidade, alta compressibilidade e so de difcil sedimentao.

De acordo com Chammas (1989) o rejeito em forma de polpa passa por trs etapas de

comportamento:

Comportamento de lmina lquida, com floculao das partculas de menor tamanho.

Em processo de sedimentao, apresentando comportamento semilquido e semi-

viscoso.

Em processo de adensamento, comportando-se como um solo. importante

mencionar que o rejeito no propriamente um solo, mas para fins geotcnicos seu

comportamento considerado equivalente a de um solo com caractersticas de baixa

resistncia ao cisalhamento.


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1.2 Transporte e Descarga de Rejeitos

Os rejeitos so transportados em forma de polpa, sendo algumas vezes por gravidade

atravs de canais ou por meio de tubulaes, com ou sem sistemas de bombeamento,

dependendo das elevaes relativas entre a planta de beneficiamento e o local onde ser

descartado. O sistema de tubulao dimensionado com base na velocidade mnima de fluxo

necessria para evitar que as partculas no estado slido do rejeito se sedimentem e obstruam

a tubulao. Esta velocidade depende tanto da densidade da polpa, como do tamanho das

partculas, variando aproximadamente entre 1.5 a 3.0 m/s. Atualmente, se usam tubulaes de

polietileno de alta densidade (HDPE).

A polpa de rejeitos usualmente abrasiva e de alta viscosidade, sua densidade

definida como a razo entre o peso de slidos pelo correspondente peso da polpa, variando no

intervalo entre 0.15 a 0.55.

A disposio dos resduos em uma praia de rejeitos pode ser efetuada em um ou emvrios pontos de descarga (spigotting) como se mostra na figura 1.

Normalmente o lanamento dos rejeitos realizado com a utilizao de hidrociclones

ou canhes. No caso de canhes o processo de separao granulomtrica ocorre na prpria

praia em funo da velocidade de descarga, da concentrao e das caractersticas

mineralgicas do rejeito, enquanto que no caso de hidrociclones uma primeira classificao

granulomtrica feita antes do lanamento (Ribeiro et al, 2003).

1.3 Comportamento de Rejeitos

O rejeito passa por uma srie de transformaes fsicas ao longo do tempo durante sua

disposio, conforme apresentado na tabela 1.

Figura 1Mtodos de descarga perimetral a) pontos mltiplos (spigotting); b) descarga pontual.


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Tabela 1Importncia do fenmeno durante o ciclo de operabilidade (adotado do Lopes de Oliveira e Zyl,

2006).

Tabela 1.

1.4 Segregao hidrulicaA segregao hidrulica um processo de disposio onde partculas de diferentes

tamanhos so dispostas a distncias especficas em relao ao ponto de lanamento. A

segregao hidrulica apresenta um efeito direto na distribuio granulomtrica e nas

condies de fluxo ao longo da praia (Bhering, 2006).

De acordo com Vick (1983), durante o processo de disposio hidrulica se espera

uma zona de alta permeabilidade nas reas prximas ao ponto de descarga (rejeitos

granulares), assim como uma zona de baixa permeabilidade situada mais distante do ponto de

lanamento (rejeitos finos) com uma zona de permeabilidade intermediria entre as mesmas

(figura 2.2). A disposio hidrulica cria tambm caractersticas estruturais tpicas como

estratificao, acamamentos, microestruturas, etc.

Segundo Blight (1994) em rejeitos arenosos a segregao granulomtrica ocorrida na

praia gera o arraste das partculas finas para locais mais distantes do ponto de lanamento dos

rejeitos, com reduo da condutividade hidrulica em funo da distncia do ponto de

lanamento (figura 2.3). A condutividade hidrulica mdia k foi estimada por aquele autor em

funo da distribuio granulomtrica e a equao de Sherard (1984):

onde k representa a condutividade hidrulica em (cm/s) e d15o dimetro efetivo em milmetros.


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Figura 2Zonas de diferentes permeabilidades causadas por segregao hidrulica.

Figura 3Variao do coeficiente de permeabilidade em funo da distncia do ponto de lanamento na

Praia (Blight, 1994).

1.5 Evaporao

No processo de disposio de rejeitos, normalmente o intervalo de tempo entre o

lanamento de camadas consecutivas suficiente para permitir o ressecamento da camadaanterior lanada (figura 2.4). medida que o grau de saturao diminui, a suco desenvolvida

pode ser suficientemente alta para aumentar a resistncia do material, formando um perfil

geotcnico com caractersticas de pr-adensamento, o que contribui na minimizao de

recalques aps o final da disposio (Fahey et al, 2002).


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Figura 4Ressecamento da superfcie do reservatrio de rejeito (Bhering, 2006).

1.6 Sedimentao

No momento da disposio dos rejeitos, algumas regies da camada tornam-se mais

densas que outras, dependendo do tipo de disposio. Disposies turbulentas tenderiam a

provocar maiores ndices de vazios nas camadas.

1.7 Adensamento

Adensamento o processo que envolve a ocorrncia de deformaes e aumento da

tenso efetiva no material, com o consequente aumento de sua resistncia, devido

dissipao dos excessos de poropresso ao longo do tempo. A polpa depositada no

reservatrio possui considervel quantidade da gua no momento de sua disposio, sendo

fundamental a existncia de um sistema de drenagem eficiente para garantir a ocorrncia do

adensamento.

A permeabilidade dos rejeitos diminui significativamente medida que o adensamento

avana, as camadas inferiores tornando-se menos permeveis com o tempo e o sistema de

drenagem nessas camadas deixando de ser eficazes (Bhering, 2006).

No momento de lanamento de resduos de densidades muito baixas no reservatrio,

existe a ocorrncia de sedimentao e adensamento simultaneamente. No comportamento da

mistura lquido-slido, a diferena entre sedimentao e adensamento feita usualmente em

termos da ocorrncia ou no das tenses efetivas. Quando no h contato entre gros, o

comportamento da camada de resduos governado pela teoria da sedimentao (McRoberts

& Nixon, 1976), enquanto a teoria do adensamento seria aplicvel quando tenses efetivas

entre partculas slidas fossem desenvolvidas. As propriedades de deformabilidade e

permeabilidade variam significativamente ao longo do tempo, necessitando-se de uma teoria

do adensamento a grandes deformaes para um tratamento rigoroso do assunto.

Adicionalmente, os recalques gerados nos rejeitos no so somente provocados pelo

adensamento, mas tambm pelo ressecamento, com a formao de uma crosta superficial comcaractersticas de material pr-adensado.


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1.8 Caractersticas Geotcnicas do Comportamento do Rejeito

Fahey et al. (2002) consideram que a mineralogia da frao argilosa pode ter uma

importante influncia no comportamento de rejeitos. Por exemplo, uma pequena porcentagem

de montmorilonita afeta significativamente a taxa de sedimentao, compressibilidade e

permeabilidade das camadas.

Os processos de beneficiamento do mineral aos quais a rocha submetida afetam a

distribuio granulomtrica e a forma das partculas no rejeito assim gerado (Troncoso, 1997).

De acordo com Gumieri et al. (1998) os rejeitos provenientes do beneficiamento de

minrio de ferro normalmente pertencem ao grupo com granulometria de areias finas e mdias,

possuindo alta permeabilidade e baixa compressibilidade, com ocorrncia de sedimentao e

adensamento em tempos relativamente curtos o que, sob ponto de vista geotcnico, os

classificaria como materiais favorveis. Por outro lado, segundo os mesmos autores , rejeitos

com granulometria de silte, produzidos no beneficiamento de ouro e alumnio, possuemelevada plasticidade e apresentam maior dificuldade de sedimentao e adensamento.

Espera-se que o coeficiente de permeabilidade de rejeitos varie entre os valores 10-4

m/s, para rejeitos arenosos, at 10-11 m/s, para rejeitos argilosos finos bem consolidados

(Bhering, 2006). Devido natureza estratificada da deposio de rejeitos em camadas, h

considervel variao entre os valores do coeficiente de permeabilidade nas direes vertical

kv e horizontal kh, geralmente com a relao kh / kv variando no intervalo entre 2 a 10 para

depsitos de rejeitos arenosos razoavelmente uniformes.

Tanto os rejeitos arenosos ou lamas so mais compressveis que a maioria dos solos

naturais de tipo similar. A compressibilidade determinada pelo ensaio de compresso

confinada (ensaio de adensamento), comumente usado na mecnica dos solos para avaliar a

compressibilidade de argilas. Para rejeitos arenosos o valor do ndice de compressibilidade Cc

varia geralmente entre 0.05 a 0.1, enquanto para a maioria de lamas de baixa plasticidade Cc

se situa entre 0.2 a 0.3. O coeficiente de adensamento cvpara depsitos de rejeitos arenosos

geralmente varia entre 0.5 cm/s a 100 cm/s, enquanto que para lamas varia entre 10 -4cm/s a

10-2cm/s.

Rejeitos granulares constitudos por partculas esfricas e arredondadas tm ngulos

de atrito sensivelmente menores que os de partculas angulares. Para valores de tensesconfinantes elevadas, o ngulo de atrito dos rejeitos granulares compactos pode ser da mesma

ordem de grandeza que os valores correspondentes aos rejeitos granulares fofos. A resistncia

ao cisalhamento dos rejeitos granulares compactos, depois de atingir um valor mximo

(resistncia de pico), decresce at se estabilizar em torno de um valor definido como

resistncia a volume constante (resistncia residual). A resistncia a volume constante da

mesma ordem de grandeza da resistncia dos rejeitos granulares no estado fofo (Cavacalte et

al., 2003).

Para o caso da anlise da estabilidade do talude de jusante de uma barragem, a

determinao da posio da linha fretica torna-se um elemento crtico. Este posicionamento

est condicionado aos seguintes trs fatores: a) localizao do lago de decantao em


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relao crista da barragem; b) o efeito da variao da permeabilidade no reservatrio devido

segregao hidrulica; c) o efeito das condies de permeabilidade da fundao da

barragem.

Notamos que o comprimento da praia vai depender da localizao da linha fretica.

Com fins de estabilidade recomendvel ter um comprimento considervel da praia, isso vai

se conseguir com uma distribuio eficiente do sistema de drenagem.

1.9 Fatores que influenciam a escolha do local de implantao de barragens de

conteno de rejeito

So muitas as variveis que se consideram na escolha de locais para a implantao de

barragens de rejeitos. A seguir, apresentada uma reviso dos principais fatores a considerar

neste tipo de tomada de decises a partir da experincia de alguns autores reconhecidos, que

servir de base para a aplicao da metodologia de tomada de decises por anlisehierrquica na seleo de reas para barragens de rejeitos.

1.9.1 Brawner e Campbell (1973)

Brawner e Campbell enfatizam que cada mina e cada local tem caractersticas

diferentes e nicas, e sugerem um guia que serve como base para o projeto e planejamento da

construo da barragem de rejeitos, apresentado na Figura 11. importante notar que cada

projeto tem que minimizar as perdas e maximizar os benefcios dentro dos requerimentos de

estabilidade, segurana e aspetos ambientais, e deve ser baseado nas condies do local, nos

custos e tempo de construo, e na produo da mina.

Para empresas que ainda no tm um projeto definido, h na Figura 11 um retngulo

de linhas tracejadas que corresponde etapa inicial de prospeco, estimativa de reservas,

anlise econmica, quantidade de rejeitos que sero produzidos, isto , todos os estudos

prvios de viabilidade do projeto da jazida.

O planejamento e o projeto da barragem de rejeitos devem incluir programas de

ensaios em campo e em laboratrio das fundaes, rochas e materiais de emprstimo, para

avaliar suas propriedades fsicas e mecnicas, alm das caractersticas das guas

subterrneas, sua localizao e composio. No planejamento de uma barragem de rejeitos,so fundamentais anlises de estabilidade, previso de recalques, estudo da percolao,

controle de eroso, estudo de impactos ambientais e de recuperao ambiental. Na etapa de

construo, a instrumentao de campo importante para assegurar que a obra cumpra as

especificaes de projeto.


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Figura 5. Programa de planejamento e projeto de uma barragem de rejeitos (Brawner e

Campbell, 1973).


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1.9.2 Vick (1981-1983).

Os fatores que determinam o local da barragem no so fixos. A descoberta de

aspectos geolgicos e/ou condies das guas subterrneas adversas, ou ainda a

incapacidade de identificar locais em superfcie viveis econmica e tecnicamente, fazem

necessrio avaliar outras formas de disposio de rejeitos, como a disposio subterrnea, em

pit ou em pilhas controladas. Na Tabela 5, so apresentados os fatores que, segundo Vick

(1981-1983), influenciam a escolha do local para a construo da barragem de rejeitos.

Tabela 2. Fatores que influenciam a escolha do local para barragem de rejeitos (Vick 1981-

1983, modificado).

A viabilidade de um local pode ser funo do arranjo em planta da barragem de

rejeitos, o qual deve ser compatvel com a configurao topogrfica. Vick (1983) define

algumas categorias gerais:

1.9.2.1 Represamento tipo anel:A melhor locao deste tipo de arranjo em terrenos planos, onde h ausncia de

depresses topogrficas naturais. Requer grande quantidade de material de aterro em relao

quantidade de volume represado. Como todos os lados da estrutura so fechados, so

eliminadas as contribuies externas da bacia hidrogrfica, reduz-se a percolao, e s

acumulada a gua da polpa que cai diretamente na barragem. Este tipo de represamento

usualmente ordenado numa geometria regular. Na Figura 12 apresentado esquematicamente

este tipo de represamento, de tipo simples (Figura 12a) e segmentado (Figura 12b), e na

Figura 13, uma aplicao real.


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Figura 6. Represamento em anel: (a) simples. (b) mltiplos (Vick 1983).

Figura 7. Represamento em anel: vista area (ICME-UNEP 1998).

1.9.2.2 Represamento em bacia:

Na disposio espacial no difere das barragens convencionais para represamento de

gua: os rejeitos so confinados por uma barragem perpendicular ao fluxo da bacia. A

barragem fica localizada numa nica depresso topogrfica, e pode-se dispor em uma ou

vrias etapas, conforme mostrado na Figura 14. A Figura 15 apresenta como exemplo a

barragem de rejeitos de minrio de ouro em Minas Gerais da empresa Rio Paracatu Minerao

do grupo Rio Tinto Brasil. O mais importante para a estabilidade deste tipo de arranjo o

controle de gua, tendo-se que construir obras adicionais de drenagem a montante, para

impedir a entrada de gua da bacia, principalmente se os alteamentos da barragem se

realizam pelo mtodo da montante.


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Figura 8. Represamento em bacia: (a) simples. (b) mltiplos (Vick 1983).

Figura 9. Represamento em bacia: minerao de ouro, Rio Paracatu Minerao, Minas Gerais

(ICMEUNEP 1998).

1.9.2.3 Represamento a meia encosta:

Este arranjo pode ser usado quando no h drenagem natural na zona de deposio

dos rejeitos, e quando os taludes mais ngremes da encosta tm inclinao menor do que 10%.

O volume de material de aterro pode chegar a ser excessivo em relao aos volumes de

deposio e armazenamento de rejeitos. Este tipo de represamento apresentado

esquematicamente na Figura 16.

Figura 10. Represamento a meia encosta: (a) simples. (b) mltiplos (Vick 1983).


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1.9.2.4 Represamento em vale:

uma combinao do represamento em bacia e a meia encosta. Este arranjo

aplicado quando o vale muito largo, e existem nas margens reas adequadas para a

construo da barragem que no interferem com a drenagem natural. Para a construo deste

tipo de represamento, deve-se desviar completamente o fluxo da zona de inundao em volta

do represamento; o represamento fica na parede oposta ao canal de desvio. Na Figura 17

apresentado esquematicamente este tipo de represamento, em uma etapa e em mltiplas

etapas.

Se no ficar espao suficiente quando desviado o canal, preciso realizar obras de

terraplenagem na encosta, para garantir uma capacidade maior de barragem, ou realizar os

alteamentos tipo anel, como o caso da barragem de rejeitos de minrio de cobre da empresa

MINER S.A na Colmbia, apresentada na Figura 18.

O dique inicial deve apresentar alto fator de segurana, alm de necessitar de obras deproteo no p da barragem, j que as cheias do rio podem causar eroso e afetar a

estabilidade da obra.

Figura 11. Represamento em vale: (a) simples. (b) mltiplos (Vick 1983).

Figura 12. Represamento em vale: minerao de cobre, MINER S.A., Colmbia.


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1.9.3 Ritcey (1989).

Os problemas ambientais, dependendo da mineralogia dos rejeitos, podem ser de anos

(rejeitos com enxofre ou metais base) a centenas de anos (rejeitos de minrios de urnio).

Ritcey (1989) classifica os sistemas de projeto e tratamento global em quatro classes

principais:

Seleo do local

Preparao e projeto do local

Preparao fsica dos rejeitos

Preparao qumica dos rejeitos na usina de beneficiamento.

A seleo do local para as barragens de rejeitos de minerao engloba vrios aspetos,

incluindo a capacidade de armazenamento, a disponibilidade do local, hidrologia, custos

iniciais, facilidade de operao, condies geolgicos e geotcnicos. Na Tabela 6 so

apresentados os critrios que, para Ritcey (1989), tem mais relevncia na escolha dos locais.Tabela 3. Critrios para a escolha do local para implantao de uma barragem de

rejeitos (Ritcey 1989).

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1.9.4 Zuquette e Gandolfi (2004), Liporaci e Zuquette (1995).

Baseado em mapas geotcnicos, os autores apresentam atributos mais especficos

para a disposio de resduos, sendo o primeiro trabalho direcionado de seleo de locais

para aterros sanitrios e o segundo para a disposio de rejeitos de minerao. Os atributosdefinidos na escolha de locais para aterros sanitrios so uma excelente base para a seleo

de locais de rejeitos de minerao. Mesmo que os resduos (lixo ou rejeito) sejam diferentes, as

condies gerais para a seleo dos locais apresentam caractersticas que servem na escolha

do local para barragens de rejeitos.

Zuquette e Gandolfi (2004) apresentam um esquema dos aspetos tcnicos que

relacionam o aterro sanitrio com o meio ambiente que facilmente aplicvel a barragens de

rejeitos, j que os rejeitos, como os resduos, constituem uma fonte de poluio que contamina

diretamente o meio fsico (materiais inconsolidados, guas sub e superficiais e substrato

rochoso), e que a contaminao varia no s em funo da quantidade do rejeito ou lixo, mas

principalmente quanto ao tipo. Na Figura 19 se apresenta o esquema voltado a barragens de

rejeitos.

Figura 13. Aspectos tcnicos que relacionam a barragem de rejeito e o meio ambiente. (Fonte:

ZuquetteGandolfi 2004, Modificado).

Os autores propem, com base nas relaes da Figura 19, uma lista de atributos que

devem ser considerados nos procedimentos de seleo de locais para disposio de resduos.


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Estes atributos so apresentados em nvel geral, e se definem classes associadas a intervalos

quanto ao grau de restries de meio fsico, como se observa na Tabela 9.

Tabela 9. Atributos para definio e delimitao de unidades do meio fsico visando seleo

de reas para disposio de resduos.


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1.9.5 Robertson et al (198081828399 e 2004).

A escolha do local tem uma influncia significativa nos custos operacionais da mina. Na

atualidade, as normas ambientais tornaram mais complexo o processo de seleo do local, no

s para sua localizao, mas tambm para quando forem terminadas as operaes da jazida.

Como critrios de seleo devem ser adicionados os aspetos de recuperao ambiental e

fechamento da barragem de rejeito.


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A quantidade de estudos necessrios para a seleo do local depende da poluio

potencial a curto ou longo prazo dos rejeitos e das regulamentaes regionais especficas do

local da mina.

A seleo do local representa um dos instrumentos que o engenheiro dispe para

assegurar a estabilidade a largo prazo da barragem de rejeitos, e deve ser sistemtico, racional

e objetivo, considerando todas as variveis de tipo quantitativo e qualitativo para obter assim a

melhor deciso.

Robertson divide o processo de seleo em duas fases, a Fase 1 de avaliao

preliminar, e a Fase 2 de avaliao e investigao detalhada, cada uma com suas tarefas a

serem executadas, conforme descrito a seguir.

Fase 1: Avaliao Preliminar

Tarefa 1: Investigao regional Tarefa 2: Identificao de locais

Tarefa 3: Anlise de caractersticas desfavorveis

Tarefa 4: Investigao dos locais restantes

Tarefa 5: Avaliao qualitativa e classificao

Tarefa 6: Avaliao semi-quantitativa e classificao

Tarefa 7: Anlise de custos

Tarefa 8: Seleo de alternativas para a fase de investigao detalhada.

A avaliao preliminar normalmente pode ser feita usando mapas topogrficos em

escala 1:25.000, podendo ser de muita ajuda a utilizao de fotos areas da zona a ser

estudada. As informaes nesta fase incluem:

Geologia.

Posio da mina, facilidades e infra-estrutura.

Qualidade e produo esperada (ton/dia) de rejeitos, alm do tempo esperado de produo

da lavra.

Natureza e produo de outros tipos de rejeitos ou estreis.

Localizao de outras minas na rea.

Regulamentaes de tipo ambiental Hidrologia, hidrogeologia, geoqumica, clima, demografia, arqueologia, ecologia, usos do solo

e potenciais zonas mineralizadas na rea.

Fase 2: Avaliao e investigao detalhada

Tarefa 9: Investigao detalhada dos locais selecionados

Tarefa 10: Projeto conceitual dos locais

Tarefa 11: Avaliao dos custos e riscos de poluio de cada um dois locais

Tarefa 12: Classificao dos locais e seleo do principal local

Tarefa 13: Preparao do relatrio e documentao para o processo de reviso


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A avaliao da Fase 2 corresponde s caractersticas individuais dos locais

selecionados na Fase 1. S se tratam os elementos individuais que se relacionam na avaliao

preliminar. A seguir esto detalhadas as tarefas correspondentes Fase 1 do processo de

seleo.

Tarefa 1: Investigao Regional

Requer-se para o estudo definir uma rea entre 10 e 50 km, dependendo das

especificaes do projeto, e necessrio revisar sistematicamente os seguintes itens:

As caractersticas topografias e sua influncia na rea de estudo

Fatores climticos

Caractersticas ecolgicas e uso do solo

Condies hidrolgicas

Condies geolgicas Possveis zonas de mineralizao (zonas com altas concentraes de minrios)

Tabela 4 - critrios para excluir reas na avaliao regional.

Tarefa 2: Identificao de locais

Depois da investigao regional, todos os possveis locais so identificados e as

seguintes opes so consideradas:

Represamento em vale

Represamento tipo anel (ambos, vale e anel, com material de emprstimo ou rejeitos, podem

ser construdos pelo mtodo da montante, jusante ou da linha de centro)

Deposio em pit ou subterrnea.

Opes especiais, i.e. deposio submarina, em cavas e outras que dependem das

caractersticas da mina.

A capacidade de armazenamento do local importante: melhor um local com boa

capacidade do que muitos locais com pequena capacidade de deposio. A avaliao, se

possvel, deve ser feita nas regies de topografia natural tima, i.e. reas nas quais ostrabalhos de desmonte e adequao so mnimos reduzindo assim os custos gerais do projeto.


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Tarefa 3: Anlise de caractersticas desfavorveis

Uma caracterstica desfavorvel qualquer elemento do local que pode produzir

severos problemas na estrutura da barragem, ou nos elementos localizados na rea do projeto.

Essas caractersticas esto apresentadas na Tabela 8. A disponibilidade de fotos areas de

muita ajuda nesta tarefa e os locais com defeitos severos so eliminados das futuras

consideraes.

Tabela 5. Critrios de investigao para identificar caractersticas desfavorveis do local.

Tarefa 4: Investigao dos locais restantes

Depois da gradual eliminao de possveis locais, a investigao dos locais restantes

feita com base nos seguintes itens:

Volume, altura e rea

rea de represamento e especificaes de volume

Altura da barragem e volume requerido

Volume da barragem selecionada

rea da bacia

Distncia da mina

Estimativa de acessos que tero que ser construdos.

Modificao da elevao da planta de beneficiamento

Proximidade e tamanho de assentamentos de populao

Tipo de solos e rochas das fundaes e na rea.

Distncia dos locais aos recursos hdricos


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Tarefa 5: Avaliao qualitativa e classificao

Os fatores considerados para cada local esto apresentados na Tabela 9. Cada local

avaliado subjetivamente por essa lista de caractersticas, resultando em uma qualificao que

vai de muito bom at muito ruim (Muito bom, bom, moderado, ruim, muito ruim), e de muito alto

at muito baixo (Muito baixo, baixo, moderado, alto e muito alto). Situar um conceito bom

indica uma condio boa, de boa qualidade, o impacto baixo para essa caracterstica do

local. Um conceito muito alto indica um impacto alto.

Tarefa 6: Avaliao semiquantitativa e classificao

Dois mtodos de avaliao semiquantitativa so utilizados:

Valorao do local baseada em aspetos visuais, uso do solo e ecologia, e fatores de

operao.

s descries qualitativas de muito bom, bom, moderado, ruim e muito ruim so dados

valores numricos de 1 at 5, respectivamente; esses valores so baseados em uma escalaarbitrria baseada em dados reais do local. Por exemplo, se a caracterstica rea de

alterao e os efeitos esto entre 0 ha e 500 ha, pode-se utilizar uma escala de valores

associada a intervalos de rea de alterao compatveis com o conhecimento do local: para

rea de alterao entre 070 ha, valor 1; entre 70130 ha, valor 2; entre 130160 ha, valor

3; entre 160200 ha, valor 4; e para rea de 200 ha ou mais, valor 5.

Tabela 6. Avaliao qualitativa e classificao.

Para as caractersticas de visibilidade, uso do solo/ecologia e fatores operacionais,

usa-se esse tratamento, encontra-se a mdia dos valores e esses dados so colocados numa

tabela resumo.

Valorao do local baseado em fatores de risco e poluio.

Os mecanismos de liberao de agentes poluentes podem-se classificar em trs

grandes categorias, resumidas na Tabela 10, que so os mecanismos de poluio do ar,

percolao e lixiviao e transporte fsico de poluentes.


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O risco de poluio de cada um dos mecanismos anteriores depende de trs variveis:

A probabilidade de ocorrncia (L)

A magnitude da poluio quando ocorre (M).

Os fatores de mitigao reduzindo os potenciais impactos quando a poluio ocorre (Mit).

Tabela 7. Mecanismos de poluio.

Robertson (1980) determina o risco de poluio pela equao(1):

Risco de poluio= (L*M) / Mit (1)

D-se probabilidade um valor de 1 a 5, denotando 1 como muito baixa probabilidade

e 5 como muito alta probabilidade. A magnitude tambm quantificada de 1 a 5, sendo 1

correspondente a magnitude muito pequena e 5 a uma muito grande; o mesmo se aplica mitigao, 1 denotando mitigao no aprecivel e 5 denotando alta mitigao.

Tarefa 7: Anlise de custos

As anlises de custos preliminares so realizadas para cada local separadamente, mas

um oramento exato e completo fica fora das expectativas da avaliao preliminar e feita na

Fase 2 do projeto. Os custos preliminares, avaliando alguns aspetos de importncia quando for

necessrio, so de utilidade para decidir qual alternativa especfica deve ser detalhada. Podem

ser levados em conta para esta avaliao preliminar aspetos como: mtodos provveis de

construo, deposio dos rejeitos (mido, semi-mido e seco), custos de mo de obra e

equipamento. Porm, no deve ser um indicativo dos verdadeiros custos do projeto, pois a

engenharia em detalhe da Fase 2 para os locais especficos a mais importante.

Tarefa 8: Seleo de alternativas para a fase de investigao detalhada

As tabelas resumos das Tarefas 6 e 7 so utilizados para a seleo dos locais que

passaro Fase 2 do projeto.

Robertson e Shaw (1999, 2004) modificaram um pouco a valorao das propriedades

de alguns elementos de seleo, alm de mudar a escala numrica que Robertson (1980, 81,


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82, 83) aplicava para valorar as propriedades qualitativas de alguns aspetos (escala de

valorao de 1 a 5).

Para Robertson e Shaw (1999, 2004) a seleo dum local para armazenamento de

rejeitos uma das primeiras etapas que as empresas mineradoras devero contemplar. Os

locais de armazenamento de rejeitos no oferecem retorno econmico companhia e

requerem controle e conservao durante e depois da etapa de fechamento da mina. Existiro

riscos em longo prazo de tipo ambiental e econmico associados a quaisquer estruturas de

conteno de rejeitos de minerao. Maximizar segurana e minimizar os custos implica uma

avaliao de alternativas de projeto do ponto de vista administrativo de perdas e benefcios.

Para isto, necessrio desenvolver trs etapas bsicas:

Identificar os impactos (benefcios e perdas) que devero ser includos na avaliao.

Quantificar os impactos (benefcios e perdas).

Valorar os impactos, combinados ou acumulados, para cada opo e compar-los com outrasopes; assim se desenvolve uma lista com valor, escala e peso, de preferncias das opes.

Nestas trs etapas, podem participar diferentes organizaes (empresariais, sociais, agncias

ambientais) com pontos de vista diferentes, que se podem agrupar em uma escala de valores.

A metodologia aplicada por Robertson e Shaw (1999, 2004) chamada Multiple

Accounts Analysis (MAA), que utiliza uma escala de valores de 1 a 9, onde 1 muito

desfavorvel e 9 muito bom. A metodologia avalia e valora para cada local, uma estrutura

principal e uma subestrutura de caractersticas que influenciam a seleo do mesmo. Depois

da quantificao o maior valor, ento, a melhor opo. Esta metodologia no alvo desta

pesquisa, mas o interessante a estrutura de caractersticas que apresenta, que consta da

Tabela 8, trazendo assim mais elementos de avaliao na escolha do local:

Tabela 8. Estrutura de avaliao MAA.


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1.9.6 Tabela Resumo.

Com os fatores que influenciam a seleo de locais para barragens de rejeitos

anteriormente descritos, formulou-se o quadro comparativo. O objetivo da tabela resumo

determinar os parmetros adotados para a anlise e avaliao das diferentes alternativas na

seleo dos locais por diversos autores, com base na sua experincia profissional.


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1.10 Sistemas de impermeabilizao

Dispositivos de impermeabilizao so utilizados em obras de engenharia para

diversas aplicaes, como por exemplo, impedir a passagem de umidade, vapor, conter gua e

diferentes efluentes, e evitar o contato de rejeitos ou resduos das mais variadas origens com o

solo ou gua subterrnea. As impermeabilizaes so adotadas em vrias situaes e em

diversos tipos de obras ou estruturas, tais como: aterros de resduos domsticos e industriais,

revestimento de tneis, reservatrios de conteno e de tratamento de resduos industriais,

canais de aduo e irrigao, bases encapsuladas de estradas e depsitos subterrneos.

Usualmente, as barreiras de impermeabilizao tm sido implantadas com diversos

tipos de materiais, como camadas de argila compactada, concreto, mantas impregnadas com

diversas substncias (exemplo betume impregnado a um geotxtil), geocompostos argilosos

(GCL), geomembranas de polietileno de alta densidade (PEAD) e polivinil clorado (PVC). Cada

uma das diferentes opes apresenta vantagens e desvantagens, em detrimento de uma sriede requisitos necessrios em determinada aplicao. Na escolha do tipo de impermeabilizao

importante conhecer as caractersticas de resistncia e durabilidade frente s solicitaes de

natureza qumica, fsica e mecnica; disponibilidade do material; facilidade e custo de

implantao.

Em seguida, sero apresentadas as caractersticas gerais das geomembranas de

PEAD, dos geocompostos bentonticos e mantas impregnadas com betume, bem como as

principais vantagens e desvantagens para cada um destes tipos mais comuns adotados em

sistemas de impermeabilizao.

Figura 14Geomembrana de PEAD Figura 15Geocomposto bentontico

Figura 16Geomembrana betuminosa Figura 17Solda da Geomembrana betuminosa


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1.11 Mtodos Construtivos de Alteamento

Muitas vezes em uma minerao necessrio aumentar a capacidade de

armazenamento de uma barragem de rejeito existente, atravs da construo de alteamentos

de acordo com os seguintes mtodos construtivos: a) mtodo montante; b) mtodo jusante;

c) mtodo da linha de centro.

Figura 18Fatores que influenciam a posio da linha fretica em barragens de rejeito

(adaptado de Vick, 1983).

1.11.1 Mtodo montante

O mtodo montante em sua etapa inicial consiste na construo de um dique de

partida, formado geralmente de materiais argilosos ou enrocamento compactado. Aps esta

etapa, os rejeitos so depositados hidraulicamente da crista do dique de partida, formando uma

praia de rejeito que, com o tempo, adensar e servir de fundao para futuros diques de

alteamento, estes executados com o prprio material de rejeito. O processo repetido at

atingir cota de ampliao prevista.

Se, por um lado, o mtodo montante apresenta como vantagens a simplicidade e obaixo custo de construo, por outro est associado maioria das rupturas em barragens de

rejeitos em todo o mundo (Engels & Dixon-Hardy, 2008). Rupturas por percolao e eroso

(piping) tambm so possveis quando a distncia entre o lago de decantao e o talude de

jusante da barragem no for suficientemente grande, propiciando a ocorrncia de gradientes

hidrulicos elevados.

A melhor forma de diminuir este risco ter uma vasta praia entre a crista da barragem

e o reservatrio (Gomes, 2010), alm de contar com um sistema de drenagem interno eficiente

para abatimento da superfcie fretica (Icold & Unep, 2001; Gomes, 2010). Excessos na

velocidade do alteamento pode tambm induzir o mecanismo de liquefao esttica.


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Para zonas de alta atividade ssmica, no recomendado o alteamento de barragem

de rejeito pelo mtodo montante pois aumenta significativamente a probabilidade de

liquefao dinmica induzida por terremotos.

Figura 19Mtodo de alteamento montante.

1.11.2 Mtodo jusante

um mtodo mais conservador do que o mtodo montante, desenvolvido para

reduzir os riscos de liquefao em zonas de atividade ssmica. Depois da construo do dique

de partida, os alteamentos subsequentes so realizados jusante do mesmo, at atingir a cota

de projeto.

Neste processo construtivo, cada alteamento estruturalmente independente da

disposio do rejeito, melhorando assim a estabilidade da estrutura. Todo o alteamento da

barragem pode ser construdo com o mesmo material do dique de partida, assim como os

sistemas de drenagem internos podem ser tambm instalados durante o alteamento,

permitindo um melhor controle da superfcie fretica.

A principal desvantagem desde mtodo o custo de sua implantao, devido ao

grande volume de aterro que necessita e a grande rea que sua construo ocupa.

Figura 20Mtodo construtivo jusante.

1.11.3 Mtodo da linha de centro

Este mtodo uma soluo intermediria entre os dois mtodos apresentados

anteriormente, possuindo uma estabilidade maior que a barragem alteada somente com omtodo montante, porm no requerendo um volume de materiais to significativo como no

alteamento somente com o mtodo jusante.

O sistema de disposio similar ao mtodo montante, com rejeitos lanados a partir

da crista do dique de partida. A construo prossegue de modo similar, com alteamentos com

diques sucessivos, porm permanecendo o eixo de simetria da barragem constante.

Se a parte superior do talude perder eventualmente o confinamento, podem aparecer

fissuras, causando problemas de eroso, e aumentos de poropresses. (Troncoso, 1997).


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Figura 21Mtodo de alteamento da linha de centro.

Tabela 11Comparao dos mtodos de alteamento (adaptado de Campos, 1986).

1.12 Estudo de caso:

CONCEPO E PROJETO DA BARRAGEM DE CALCINADOS PERTENCENTE A

ANGLOGOLD ASHANTI LTDA NO MUNICPIO DE NOVA LIMA - MG BRASIL.

Concepo Geral da Barragem

A Barragem de Rejeitos de Calcinados foi projetada em 1986, em duas etapas distintas

(Tabela 12), visando o armazenamento dos rejeitos calcinados oriundos da planta de

beneficiamento industrial do Queiroz.


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Tabela 12- Caractersticas da barragem de calcinados

A concepo de projeto estabelecia inicialmente a construo inicial de uma barragemhomognea em solo compactado com 30 metros de altura (dique de partida), situada no eixo

da futura barragem de rejeitos e um dique de p, situada jusante e com altura da ordem de

14 metros (Branco, 1985). O espao disponvel entre as duas barragens seria, ento,

preenchido com o underflow proveniente da ciclonagem dos rejeitos de flotao da planta do

Queiroz.

Assim, a barragem inicial foi construda at a elevao 830,0m com materiais oriundos

das reas de emprstimos, constitudos por solos residuais, predominantemente solos silto-

arenosos de mdia plasticidade e, a partir desta cota, foram executados sucessivo

salteamentos, utilizando-se o rejeito underflow do processo de beneficiamento do minrio.

Estes mesmos materiais foram utilizados na construo do dique de p.

A conformao final da geometria projetada para a barragem (Figura 3.1a) foi definida

por um talude de montante com inclinao 1V:2H e por um talude de jusante com inclinao de

1V:2,5H, sendo implantadas bermas a cada 10 m de desnvel, com largura de 3,0 m. Para o

controle das guas de percolao atravs da fundao e do macio, construiu-se um tapete

drenante a jusante da linha de centro da barragem, com 1,0 m de espessura e estendendo-se

at as ombreiras.


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Figura 22- Arranjos e Geometrias da Barragem de Calcinados.

Nas ombreiras foram construdos vrios drenos sanduches, em seo trapezoidal,

utilizando brita, areia e geotxteis, que foram conectados ao tapete drenante. O tapete

drenante descarrega as guas percoladas em um poo situado a jusante do dique de p e

estas so recalcadas novamente ao reservatrio por um sistema de bombas instalado no local,

constituindo, assim, um circuito fechado.

O talude de jusante da barragem e a crista esto protegidos contra a eroso das guas

de chuvas por meio do plantio de vegetao base de gramneas e leguminosas. O sistema de

drenagem superficial composto por canaletas tipo meia cana em concreto, posicionadas em

cada berma, que descarregam em canaletas perifricas e situadas nas ombreiras, sendo asguas coletadas posteriormente conduzidas at o p da barragem para descarte no

reservatrio da Barragem do Cocuruto.


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Concluso

Referncias

AMORIM M. C., CONCEPO, PROJETO E ANLISE GEOTCNICA DA

BARRAGEM DE CONTENO DE REJEITOS AURFEROS DE CALCINADOS. P. 39, 40 e 41.

Universidade Federal de Ouro Preto-Escola de Minas Departamento de Engenharia Civil

Programa de Ps-graduao em Engenharia Geotcnica.

LOZANO F. A. E., SELEO DE LOCAIS PARA BARRAGENS DE REJEITOS USANDO O

MTODO DE ANLISE HIERRQUICA. P. 21 a 44.Universidade de So Paulo.

PUC Rio Certificao digital N 1012285/CA,Barragem de rejeito.

Barragem de Rejeito - Seminário Do Denilson - Falta So a Conclusão!!!!

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