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/ ARTIGO #11 – Rompimento em Barragens de Rejeito

As barragens de rejeito de minério tornaram-se pauta de discussão entre especialistas e profissionais da geotecnia, dados os recentes desastres ocorridos nas cidades de Brumadinho e Mariana, em Minas Gerais. Tais incidentes têm grande impacto social e econômico na vida de milhares de pessoas, podendo ocasionar óbitos e desastres ambientais irreparáveis. O rompimento de barragens, no entanto, é historicamente recorrente no mundo, tendo ocorrido em diversos países desde o século XIX, o que aponta a forte necessidade de uma maior segurança e fiscalização dessas estruturas.

As barragens de rejeito constituem grandes reservatórios construídos por barramentos maciços, podendo serem feitos de solo compactado, blocos de rocha ou rejeitos. São utilizadas para depositar os resíduos e a água gerados no beneficiamento do minério, processo necessário para extrair o material valioso das rochas. Como o processo de beneficiamento requer a utilização de água, os rejeitos são depositados em forma de polpa, constituindo uma mistura de sólidos e água.

As barragens funcionam como uma barreira física, acomodando e confinando os rejeitos em seu interior. Conforme o rejeito é depositado, a parte sólida se decanta no fundo da barragem. A água, por sua vez, permanece na superfície, onde é drenada e tratada, tendo uma parte reutilizada no processo de mineração, e outra devolvida ao meio ambiente.

 

1 - Barragem de rejeito de minério | Fonte : Minas Jr.

1 – Barragem de rejeito de minério | Fonte : Minas Jr.

A construção de barragens requer um correto planejamento projetivo e executivo. Tal planejamento envolve a análise de todas as variáveis da implantação da barragem, como local de construção, avaliação de riscos, relatórios de estabilidade, modelagem computacional, levantamento de populações do entorno (especialmente a jusante), legislações, controles e fiscalização.

A ampliação da capacidade de carga das barragens, pela execução de alteamentos, é um fator de extrema importância e requer profunda análise, pois influi diretamente sobre a estabilidade e segurança de todo o sistema. O alteamento consiste na construção de novos diques (maciços de solo compactado) acima do dique inicial, ampliando a altura do barramento. Atualmente, são difundidos três métodos de alteamento: alteamento a montante, alteamento a jusante e alteamento por linha de centro.

2 – Métodos de alteamento de barragens de rejeito

2 – Métodos de alteamento de barragens de rejeito | Fonte : Araújo (2006)

O alteamento a montante é o método mais utilizado, devido à sua rápida execução e baixo custo. Consiste na construção de um dique inicial, e a utilização dos rejeitos adensados para a fundação e construção de novos diques, que são construídos no sentido contrário ao fluxo de água (a montante). O processo pode ser refeito até que se atinja a cota máxima de ampliação prevista em projeto. Como a base de fundação é o próprio rejeito, e tem dimensão de base inferior quando comparada aos demais métodos, há um menor suporte de carga e pressão da água. Embora seja o mais utilizado, há uma tendência de que as barragens construídas com esse método sejam descomissionadas (reintegradas ao meio ambiente) nos próximos anos.

O alteamento a jusante, por sua vez, é mais conservador, sendo desenvolvido para reduzir os riscos de liquefação do solo em zonas de atividade sísmica. Da mesma forma que no método de alteamento a montante, inicialmente é construído um dique inicial, e à medida que a borda livre é atingida pelos rejeitos, são feitos alteamentos sucessivos no sentido do fluxo de água (a jusante). Dessa forma, a base de fundação se torna cada vez maior à medida que são feitos alteamentos, garantindo estabilidade e maior suporte de carga. A principal vantagem desse método é a altura ilimitada do barramento, pois cada alteamento é estruturalmente independente dos rejeitos lançados a montante. Dentre as desvantagens, destaca-se o alto custo, devido ao grande volume de aterro necessário para a construção dos alteamentos, além da grande área ocupada pela barragem.

O alteamento por linha de centro, ainda pouco difundido no Brasil, apresenta-se como solução eficaz e de menor custo, uma vez que apresenta estabilidade superior à da barragem alteada a montante e não requer um volume de aterro tão grande, como no alteamento a jusante. Da mesma forma que nos métodos anteriores, é construído um dique inicial, e quando é necessário o alteamento, novos diques são construídos, tanto sobre os rejeitos dispostos a montante quanto sobre o aterro do dique anterior, formando um barramento com eixo de simetria central.

Além da preocupação com os métodos de alteamento adotados, para a construção de uma barragem de desempenho seguro e eficiente, a drenagem interna deve ser dimensionada corretamente. O sistema de drenagem é instrumento essencial para garantir a estabilidade das barragens, uma vez que é responsável por aliviar os níveis de subpressão, disciplinar o fluxo de água percolado a um destino seguro, além de evitar o carreamento de materiais finos, que ocasionam problemas de piping (erosão interna que promove desagregação e carreamento de partículas de solo).

Dessa forma, o sistema de drenagem interno constitui um dos principais fatores para o correto funcionamento de uma barragem. Segundo Massad (2003), estatisticamente verifica-se que a maioria dos acidentes com barragens de terra deram-se devido à falta de um sistema eficiente de controle de fluxo.

Dentre os principais mecanismos de impermeabilização e drenagem de barragens, destacam-se os vertedouros, as tulipas, e as galerias, podendo essas variar de tamanho em extensão e diâmetro. As galerias são responsáveis pela coleta e condução da água oriunda dos vertedouros, devendo apresentarem-se estanques e estruturalmente estáveis.

Quando as galerias apresentam patologias de infiltração e/ou problemas estruturais, o que pode ser verificado por meio de vídeo inspeções robotizadas, passam a não atender às condições necessárias para a continuidade das operações na barragem, tornando-se um risco para todo o sistema. Para tais situações, aplica-se o processo de tamponamento, também conhecido como “plugagem”, que consiste na concretagem de toda a extensão da galeria. A plugagem de galerias também se faz necessária quando haverá o descomissionamento da barragem ou quando há a realização de alteamento e serão construídas novas galerias na cota do barramento, devendo serem tamponadas as galerias inferiores.

A Construtora G-Maia possui extensa experiência em plugagem de galerias, tendo tamponado mais de 6.500m³ de galerias em diversas barragens de rejeitos do país. Por possuir know-how específico para esse tipo de projeto, desde o estudo do traço até a logística necessária para um bom planejamento e execução das atividades, garante a excelência na realização do serviço. Dentre seus principais projetos, destaca-se a plugagem de uma galeria de 740 m de comprimento, exigindo um estudo de traço específico para as condições encontradas.

3 – Galeria de barragem após tamponamento | Fonte : Acervo Digital G-Maia

3 – Galeria de barragem após tamponamento | Fonte : Acervo Digital G-Maia

Destaca-se, ainda, a importância da compactação dos solos de barragens, de forma a garantir a resistência estrutural do sistema de barramento. O solo deve apresentar baixo volume de vazios, homogeneidade, baixa permeabilidade e compressibilidade. Para o preenchimento de vazios e consolidação de solos, a Construtora G-Maia oferece a solução de injeção de resina de poliuretano.

O poliuretano quando injetado em solo forma um bulbo com o intuito de comprimi-lo e compactá-lo, além de melhorar suas características de compressibilidade, resistência ao cisalhamento e rigidez do conjunto. A consolidação do solo utiliza da principal característica da resina de poliuretano, que é sua expansividade controlada, preenchendo os vazios do solo e alcançando pressões de 1 a 5 Mpa, semelhantes à de um solo compactado. O poliuretano apresenta como maior vantagem a possibilidade de injeção em solos com presença de água, expandindo e preenchendo os vazios com facilidade e eficiência.

4 – Preenchimento dos vazios em barragem de terra | Fonte : Acervo Digital G-Maia

4 – Preenchimento dos vazios em barragem de terra | Fonte : Acervo Digital G-Maia

 

Além da aplicação de técnicas seguras para a construção de barragens e a execução de serviços de manutenção, tais como a plugagem de galerias e a injeção em solos conforme citados anteriormente, há a necessidade de implantação de uma fiscalização periódica mais rigorosa e a adoção de estudos e inspeções estruturais mais eficientes. Não obstante, para limitar os danos, mostra-se necessária a implantação de medidas preventivas nos centros administrativos e operacionais nos arredores das barragens, evitando a construção desses a jusante, onde se direciona o fluxo de rejeitos, bem como a instalação de sistemas de alerta precoce e de estruturas hábeis a resistir aos impactos nos locais possivelmente atingidos em caso de rompimento.

A atividade mineral possui importância significativa para a sociedade, pois disponibiliza a extração de recursos minerais essenciais ao seu desenvolvimento, permitindo a produção de bens materiais de todos os âmbitos, em especial, o da tecnologia, gerando empregos e promovendo o crescimento socioeconômico do país. As barragens, ainda muito presentes no processo de mineração brasileiro, devem ser, portanto, seguras, eficientes e ecologicamente sustentáveis, garantindo a preservação do meio ambiente e a qualidade de vida das populações de entorno.

Texto por:

Isabella Costa

Gustavo Maia

 

REFERÊNCIAS

 

MASSAD, F. Obras de terra: Curso básico de geotecnia; São Paulo, Oficina de textos, 2003.

ABRÃO, P.C. Deposição de rejeitos de mineração no Brasil. In: Simpósio sobre Barragens de Rejeitos e Deposição de Resíduos Industriais e de Mineração. Anais. Pp 333-349. Rio de Janeiro, 1987.

MELLO, F.M. Condicionantes Geotécnicas de Projeto de Barragem e Reservatório de Rejeitos de Mineração de Urânio. Seminário Nacional de Grandes Barragens, XIV. Recife, 1981.

LEITE, C.A.G. et al., Geologia Aplicada a Rejeitos de Mineração. Uma Resposta Metodológica. In: Congresso Brasileiro de Geologia, XXXI, Camburiú-SC. Anais. SBG, Camburiú-SC, 1981

ARAÚJO, C. B. Contribuição ao estudo do comportamento de barragens de rejeito de mineração de ferro. Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2006.

MINAS Jr. Afinal, o que são barragens de rejeito? 2019. Belo Horizonte. Disponível em: <https://www.minasjr.com.br/afinal-o-que-sao-barragens-de-rejeitos/>. Acesso em: 20 de fevereiro de 2019.

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