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3º Simpósio de Geotecnia do Nordeste

Uso de coberturas secas em resíduos

Anderson Borghetti Soares (UFC)

Fortaleza, 22 de novembro de 2013

Coberturas secas→ Compostas por solos de empréstimo, materiais

alternativos (não reativos) e geossintéticos e projetadas para cobrir

resíduos.

Funções → Diversas (depende do tipo de resíduo e do mecanismo de

contaminação) → minimizar a entrada de água, atuar como barreira

reativa, minimizar escape de gás (RSU), minimizar a entrada oxigênio.

Mecanismo de poluição abordado→ Drenagem ácida de minas

(DAM) - Poluição causada pelo contato de rejeitos piritosos com o

oxigênio e a água: Gera efluente ácido (ricos em metais) que polui o

meio-ambiente.

Principal impacto ambiental principal da DAM → poluição hídrica

Soluções que podem ser empregadas → Barreiras hidráulicas

(argila compactada, barreira capilar), barreiras geoquímicas (aplicação

de cal), barreira de transporte ao oxigênio (argila saturada), barreira

evapotranspirativa

Introdução

3° Simpósio de Geotecnia do Nordeste, 21 e 22 de novembro de 2013.

Caso prático apresentado → Dimensionamento de coberturas de

rejeitos de carvão produzidos na região de Santa Catarina. (grande

quantidade de rejeitos gerada - 2/3 do ROM).

Função → Alternativa para minimizar os impactos ambientais

causados pela Drenagem ácida de minas (DAM) em Santa Catarina.

Carvão brasileiro → Elevado teor de cinzas e alto teor de pirita

(FeS2) e associado com metais tais como Mn, Al, Zn and Fe (Borma et

al., 2003).

Impactos ambientais (CETEM, 2001)→ Acidificação das águas

superficiais, aumento da concentração de metais, redução da

produção biológica dos rios.

Estudo de caso


Solução estudada → Projeto de cobertura seca baseado nas

características tecnológicas dos materiais de empréstimo e resíduos não

reativos disponíveis (cinzas de fundo) e das condições climáticas da região

(O´Kane et al., 2002)

Projeto de cobertura seca →PROGERA-FINEP (Projeto Ref. O984/02

Convênio no 01.02.0167.00) → Processo de otimização de geração de

energia elétrica do carvão mineral e recuperação de áreas degradadas

pela mineração.

Coberturas finais projetadas → Combinação de barreira hidráulica e

barreira de transporte ao oxigênio.

Desenvolvimento do projeto → Centro de Tecnologia Mineral

(CETEM), com execução de uma unidade experimental em parceria com

Carbonífera Criciúma S/A (CCSA).

Pesquisadores envolvidos → CETEM, UFRJ (Geotecnia) e UERJ.


Estudo de caso

Projeto para dimensionamento de

cobertura seca

Etapa 1 : Seleção, amostragem e caracterização tecnológica

dos materiais de cobertura e rejeito.

Etapa 2: Modelagem numérica dos sistemas de cobertura.

Etapa 3: monitoramento em campo do desempenho das

coberturas


Projeto

Cobertura

seca

Unidade Piloto

Programa caracterização

Soilcover

Clima Ensaios campo

Ensaios Laboratório

Geotécnicos

Químicos Mineralógicos

Seep (Geoslope)

Modelagem numérica

Monitoramento

Desempenho Coberturas

Solução

de

Engenharia


Local de estudo

Mina do Verdinho Carbonífera Criciúma S/A


Materiais estudados: areia, cinzas de fundo, argilas, solo vegetal,

rejeitos


Cobertura depósito de rejeito:

Rmisto+argila+solo vegetal

Rejeito misto de carvão

(Grosso+fino)

Local de estudo

DAM (efluente ácido)

Modelagem: Modelos físicos

projetados



Monitoramento


Balanço hídrico

DATALOGGER CR10X

Materiais

Climáticos Precipitação

Sucção

Temperatura

Umidade

Precipitação

Vel. vento

Temperatura

P. orvalho

Umidade ar

Pressão atm.

QUANTIDADE DRENAGEM

Run off

Interna

Externa

pH, Eh, CE, O2

Metais (Fe, Mn..)

Climáticos

QUALIDADE DRENAGEM

ESTAÇÃO METEREOLÓGICA


Parâmetros monitorados

Resultados Obtidos


Monitoramento (2008-2012)

Dados meteorológicos

Precipitações mensal (2010) Temperaturas ambientes (2008)


Resultados Obtidos


Ferro total e ferro ferroso: Célula 2

pH x Eh . Célula 1

Ferro total e ferro ferroso: Célula 1

Dados físico-químicos/geoquímicos


Resultados Obtidos

Saturação nas camadas (2010): célula 4 Armazenamento de água (2010): célula 4

Redução do volume de água nas células


Dados geotécnicos (fluxo, saturação)


Considerações finais

Estação experimental Juliano Peres Barbosa(EEJBP) → gerou um banco

de dados sobre o desempenho de coberturas em rejeitos de mineração

(balanço hídrico, fluxo de água, fisico-químicos, geoquímicos, etc)

Modelos experimentais reproduzidos na EEJPB → Representam a

situação de fluxo de água no topo de um depósito de rejeitos. A coberturas

projetadas apresentaram um bom desempenho

Resultados:

Estão contribuindo no entendimento do complexo mecanismo do fluxo de

água que atua no sistema rejeito-cobertura (análise dos parâmetros hidráulicos)

Indicaram que coberturas devidamente projetadas reduzem os efeitos da

drenagem ácida de minas (diminuição do fluxo de água para dentro do rejeito e

melhora na qualidade do efluente gerado)

Próximo passo → Estudar o fluxo na situação bidimensional (ingresso de

oxigênio e água nas laterais do depósito), dimensionando uma cobertura

vegetal (com medição das taxas de erosão), medição de oxigênio e aplicar

conhecimento para em projetos de cobertura na região.

Obrigado!

Anderson Borghetti Soares (UFC) e-mail: [email protected]


Agradecimentos

FINEP/MCTI

CETEM

Tractbel

CCSA

UFC

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