Disposição de Rejeitos de Mineração em Barragens de Solo Compactado

Disposição de rejeitos de mineradora em barragens de
solo compactado
Autor: João Victor Melo de Andrade
Orientador(a): Suelaine Rodrigues Xavier
Belo Horizonte - MG
Julho de 2016
Centro Universitário de Belo Horizonte – Instituto de Engenharia e Tecnologia – Curso de Engenharia Civil
1

INTRODUÇÃO
 Barragens de solo compactado;
 Contribuição para elaboração de legislações;
 Instrumentação;
 Disposição de rejeitos;
 Níveis de alerta e emergência;
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OBJETIVOS
O presente trabalho propõe um estudo de caso e revisão bibliográfica, com o intuito de apresentar os tipos de
lançamento de rejeito de mineradora, mostrar os tipos de alteamentos, de rompimentos, e de instrumentação, além
de mostrar como é feita a fixação de níveis de alerta e emergência, bem como do atendimento aos mesmos, para se
precaver riscos e prevenir rompimentos em barragens.
 Abordar sobre a importância do constante monitoramento das barragens, através de leituras em piezômetros e
INA’s;
 Identificar critérios para emissão de plano de emergência;
 Indicar o método de lançamento de rejeito que proporciona o aumento da segurança da barragem.
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BARRAGENS NO BRASIL E EM MINAS GERAIS
 Primeiros registros de barragens em 1887;
 Primeira Hidrelétrica em Juiz de Fora em 1889, no rio Paraibuna;
 Rio Xingu, Hidrelétrica Belo Monte.
 Crescimento de 20,5% - BDA de 2006 a 2015
Fonte - http://www.semad.mg.gov.br/
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Alguns acidentes:
 15 de maio de 1986 – Mina do Fernandinho – Itaminas Comercio de Minério.
 22 de julho de 2001 – Cava 1 – RioVerde Mineração.
 29 de março de 2003 – Barragem B – Florestal Cataguases – (lixivia negra - celulose).
 1 de março de 2006 – Barragem São Francisco – Mineração Rio Pomba Cataguases LTDA (bauxita).
 10 de janeiro de 2007 – Barragem São Francisco – Mineração Rio Pomba Cataguases LTDA (bauxita).
 10 de setembro de 2014 – Barragem B1 – Mineração Herculano.
 5 de novembro de 2015 – Barragem de Fundão – Samarco Mineração .

TIPOS E FINALIDADES DAS BARRAGENS
 Barragens de solo compactado.
 Barragens de concreto.
 Barragens mista.
 Barragens de enrocamento.
 Barragens de madeira.
 Barragens de gabião.
 Barragens de alvenaria.
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BARRAGENS DE SOLO COMPACTADO PARA DISPOSIÇÃO DE
REJEITOS
 Solos compactados;
 Baixa permeabilidade;
 Maior capacidade de carga;
 Acomodação;
 Elementos drenantes (Von Terzaghi);
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CLASSIFICAÇÃO DAS BARRAGENS DE ACORDO COM AS NORMAS E
LEGISLAÇÕES
Em 2002 o GT Barragens (CREA, DNPM,
IBRAM, ONG’s e a COPAM) passou a elaborar
as seguintes normas;
 DN COPAM nº 62/2002;
 DN COPAM nº 87/2005;
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LEGISLAÇÕES
Fonte - http://www.feam.br/gestaodebarragens.
 Baixo risco de danos ambientais – Classe I, quando o
somatório dos valores for menor ou igual a dois (V<=2).
 Médio risco de danos ambientais – Classe II, quando o
somatório dos valores for maior que dois e menor ou igual
a quatro (2<V <=4).
 Alto risco de danos ambientais – Classe III, quando o
somatório dos valores for maior que quatro (V>4).
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LEGISLAÇÕES
Fonte - http://www.feam.br/gestaodebarragens
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LEGISLAÇÕES
 Barragens de Classe I – auditoria a cada 3 (três) anos.
 Barragens de Classe II – auditoria a cada 2 (dois) anos.
 Barragens de Classe III – auditoria a cada 1 (um) ano.
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LEGISLAÇÕES
 DamBreaks;
 Plano de Contingência;
 Plano de Comunicação de Risco;
 Plano de Ação Emergencial;
 Relatórios anuais da Segurança da Barragem;
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LEGISLAÇÕES
Existem também algumas normas especificas para projetos
de barragens, tais como:
 ICOLD
 CDA: Canadian Dam Association
 OOMM 182
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TIPOS DE ALTEAMENTOS,VANTAGENS E DESVANTAGENS
Alteamento para Jusante
Fonte – Tipos de alteamentos – apresentação da CSN
 Vantagens:
1. Menor probabilidade de ruptura.
2. Superfície provável de ruptura passando sempre ao longo
de material resistente e compactando.
3. Abatimento da linha freática, uma vez que se impõe um
sistema de drenagem.
 Desvantagens:
1. Custo mais elevado.
2. Menor aproveitamento da área disponível.
3. MaiorVolume de material compactado
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Alteamento por linha de
centro
 Vantagens:
1. Economia de espaço físico.
2. MenorVolume de material compactado.
3. Drenagem interna eficiente.
 Desvantagens:
1. Possibilidade de ocorrência de fissuras no corpo da
barragem.
2. Maior risco de ruptura por pipping.
3. Dificuldade de implementação de sistema de drenagem
eficiente.
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Alteamento por montante
 Vantagens:
1. Menor Custo.
2. Maior velocidade de construção.
3. Melhor aproveitamento da área.
4. Menor vazão,Vareia /Vlama.
5. Não existe erosão eólica e hidráulica nos taludes.
 Desvantagens:
1. Superfície freática elevada.
2. Maior risco de ruptura por pipping e liquefação.
3. Superfície provável de ruptura passando pelo material de baixa
resistência ao cisalhamento.
4. Dificuldade de implementação de drenagem eficiente. 18

COMPORTAMENTO HÍDRICO, DRENOS E NÍVEIS OPERACIONAIS DE
RESERVATÓRIOS
 Os níveis operacionais são
estipulados no projeto;
 Drenos verticais;
 Dreno horizontal;
 Colchão drenante;
 Dissipador de energia;
Fonte – http://www.ceset.unicamp.br/linhadefluxo Fonte – Ilustração criada a partir representação
do dreno.
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CAUSAS DE RUPTURAS EM BARRAGENS DE TERRA
 Galgamento;  Pipping;  Liquefação;
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“É causado pelo enchimento de toda bacia em que a barragem se encontra, ou seja, o volume máximo
permitido é ultrapassado e o sistema de drenagem superficial, vertedouro, não suporta tal vazão e esse
volume extravasa escorregando melo pelo maciço.” (JoãoVictor Melo de Andrade, 2016)

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“É o fenômeno que está ligado a surgência de água à jusante do maciço, mas esse fenômeno só
ocorre se houver a surgência junto como carreamento de materiais da composição da estrutura. Isso é
um indício de que a pressão da água está acima do permitido, ou a possibilidade de haver falhas na
compactação durante o processo de construção.A surgência também pode ser a indicação de algum
problema no dreno.” (JoãoVictor Melo de Andrade, 2016)

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“Liquefação estática trata-se de um fenômeno iniciado por carregamentos
estáticos como: sobrecarga, aumento repentino da superfície freática, elevada
precipitação pluviométrica, dentre outros.” (Castro, 1969)
“A liquefação pode ser basicamente entendida como sendo uma ação de levar
qualquer substância de seu estado natural ao estado fluido e, no caso dos solos,
do estado sólido para o estado liquefeito. Para tal, impõe-se um dado acréscimo
da poropressão em concomitância com a redução das tensões efetivas. Esta
transformação decorre da brusca aplicação de uma determinada carga, que
pode ter origem estática ou dinâmica. ” (Pereira, 2005, 185 f)
“A liquefação dinâmica é a mais conhecida, sendo ocasionada por eventos dinâmicos,
em especial terremotos, embora haja também registros de rupturas associadas a
vibrações causadas pela cravação de estacas e explosões.” (Castro, 1969)

INSTRUMENTAÇÃO DE MONITORAMENTO
 Piezômetros;  INA;
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FATOR DE SEGURANÇA, NÍVEL DE ALERTA E NÍVEL DE EMERGÊNCIA
 NBR 13028 de 2006 – Fator de segurança igual a 1,5 (valor mínimo aceitável);
 Lei Federal 12.334 de 20 de setembro de 2010, estabelece o PNSB e cria a SNISB;
 Criação do PAE – Plano de ação emergencial;
Fonte – Manual de Segurança e Inspeção de Barragens.
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Sendo assim, os valores para segurança da barragem são
definidos como:
 Fator de segurança: igual ou superior a 1,5.
 Nível de alerta: entre 1,5 e 1,3.
 Nível de emergência: entre 1,3 e 1,2.
 Nível de risco eminente: abaixo de 1,2.

MÉTODOS DE DISPOSIÇÃO DE REJEITOS
 Lançamento no maciço (jusante);
 Lançamento nas laterais;
 Lançamento no fundo (montante);
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Fonte: Vick, 1983
 Lançamento periférico em seções, A;
 Lançamento periférico em conjunto, B;
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Fonte: Vick, 1983

Fonte: Vick, 1983 – Rejeito depositado na crista
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ESTUDO DE CASO – DISPOSIÇÃO DE REJEITO
BARRAGEM CASA DE PEDRA - CSN
 Situada em Congonhas – MG;
 Barragem de solo compactado;
 Armazenamento de rejeito de minério de ferro;
 Classificada como Classe III;
 Utiliza do método de lançamento de rejeito a jusante;
 Possui equipamentos de monitoramentos, INA e
piezômetros;
 Vários sistemas drenantes;
 Alteamentos de jusante e por linha de centro;
 Possui bermas de estabilização;
 Extravasor projetado para precipitação decamilenar;
 Fator de segurança acima de 1,5;
 Inspeções diárias;
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Fonte: Projeto da Barragem Casa de Pedra – CSN, Congonhas – MG Fonte: Foto tirada na Barragem Casa de Pedra – CSN, Congonhas – MG, em 27/04/2016
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Fonte: Foto tirada na Barragem Casa de Pedra – CSN, Congonhas – MG, em 27/04/2016
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CONCLUSÃO
 Inspeções diárias;
 Elevação do fator de segurança;
 Segurança do empreendimento;
 Segurança geotécnica;
 Segurança operacional;
 Segurança da população da região;
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AGRADECIMENTOS
 A orientadora Suelaine Xavier;
 As pessoas que contribuíram com referencias bibliográficas;
 Aos profissionais da SUPRAM CM;
 A CSN;
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Deliberação Normativa COPAM nº 62, de 17 de dezembro de 2002.
Deliberação Normativa COPAM nº 87, de 17 de junho 2005.
GT BARRAGENS. Avaliação do potencial de dano ambiental das barragens de contenção de rejeitos, de resíduos e de
reservatório de água em empreendimentos industriais e de mineração no estado de Minas Gerais. Relatório final. Maio de
2004. 25 f. Categoria de Relatórios (Ambiental) – FEAM. Disponível em < http://www.feam.br/>.Acesso em: 10 de
abr./2016.
Lei nº 12.334/2010
PCA – Plano de Controle Ambiental. RelatórioTécnico para obras de alteamento da barragem Casa de Pedra. Outubro
de 2014, volume 1. 489 f. Categoria de Relatórios (Ambiental) – FEAM. Disponivel em <http://www.siam.mg.gov.br/.>
Acesso em: 10 de abr./2016.
PEREIRA, ELEONARDO LUCAS. Estudo do Potencial de Liquefação de Rejeitos de Minério de Ferro sob Carregamento
Estático [manuscrito]. / Eleonardo Lucas Pereira. - 2005. xxvi, 185f. Disponível em < http://www.nugeo.ufop.br//>.
Acesso em: 10 de abr./2016.
VICK, S. G. Planning, design and analysis of tailing dams. NewYork: JohnWiley & Sons, 1983, 369 p.
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