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DISSERTAÇÃO FechamentoBarragnesContenção
DISSERTAÇÃO FechamentoBarragnesContenção
DISSERTAÇÃO FechamentoBarragnesContenção
Ouro Preto
2017
i
FECHAMENTO DE BARRAGENS DE CONTENÇÃO DE REJEITOS DA
MINERAÇÃO
ii
A Deus e toda minha família.
iii
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço a Deus, porque Dele e por Ele e para Ele são todas as coisas!
Ao meu esposo Ananias Andrade pela paciência e carinho. À toda a minha família e amigos
pelo incentivo e apoio nesta jornada.
Ao Vannucci pelo tempo e apoio disponibilizados, à amiga Daniela pela indicação inicial e
palavras de incentivo, bem como aos demais companheiros da Vallourec Mineração.
Enfim, a todos que de forma direta e indireta contribuíram para a realização deste trabalho.
iv
“Deus nunca disse que a jornada seria fácil, mas
Ele disse que a chegada valeria a pena.”
Max Lucado
v
RESUMO
vi
ABSTRACT
vii
LISTA DE FIGURAS
viii
Figura 2.19 - Exportações 2014 (Instituto Brasileiro de Mineração, 2015). ............................ 40
Figura 2.20 - Valores exportados de minério de ferro ao longo dos anos (Adaptado do
Instituto Brasileiro de Mineração, 2015). .............................................................. 40
Figura 2.21 - Aspectos visuais de pastas de rejeitos considerando diferentes graus de
espessamento (Figueiredo, 2007). ......................................................................... 42
Figura 2.22 - Deposição de rejeitos granulares através de canhões (Espósito, 2000). ............. 43
Figura 2.23 - Aspecto do rejeito após empilhamento drenado (Ávila, 2012). ......................... 44
Figura 2.24 - Disposição compartilhada de estéreis e rejeitos na cava exaurida de Cauê
(Galbiatti, 2006)..................................................................................................... 46
Figura 2.25 - Células de rejeitos em depósitos de estéril (Adaptado de Leduc e Smith 2003).47
Figura 2.26 - Células de rejeitos em depósitos de estéril (Adaptado de Leduc e Smith 2003).48
Figura 2.27 - Injeções de rejeito em furos verticais ou inclinados em depósitos de estéril
(Adaptado de Leduc e Smith, 2003). ..................................................................... 49
Figura 2.28 - (a), (b) e (c) Constituição do solos, modelo de similitude e índices físicos dos
solos (Gomes, 2015b). ........................................................................................... 50
Figura 2.29 - Curvas granulométricas para vários tipos de solos (Ortigão, 2007). .................. 51
Figura 2.30 - Escalas granulométricas (Gomes, 2015c). .......................................................... 51
Figura 2.31 - Curvas granulométricas de acordo com a forma dos grãos (Adaptado de Gomes,
2015d). ................................................................................................................... 52
Figura 2.32 - Exemplo de curva granulométrica (Elaborado pelo autor, 2017). ...................... 53
Figura 2.33 - Limites superiores e inferiores para cada estados de consistência de um solo
argiloso (Crispim, 2011). ....................................................................................... 53
Figura 2.34 - Exemplo de um resultado do ensaio de LL (Elaborado pelo autor, 2017). ........ 54
Figura 2.35 - Exemplo da curva de compactação (Crispim, 2010). ......................................... 55
Figura 2.36 - Comportamento da estrutura dos solos compactados (Dados compilados pelo
autor, 2017). ........................................................................................................... 56
Figura 2.37 - Valores típicos de condutividade hidráulica para solos (Elaborado pelo autor,
2017). ..................................................................................................................... 56
Figura 2.38 - (a) e (b) Esquema do ensaio de permeabilidade a carga constante e variável
(Fernandes, 2017). ................................................................................................. 57
Figura 2.39 - (a) e (b) Distribuição de forças com apresentação de um plano qualquer que
passa pelo solo e estado de tensão (Gomes, 2015e, 2015f). .................................. 58
ix
Figura 2.40 - (a) e (b) Vista frontal de uma célula triaxial montade e vista superior da base da
célula triaxial (Barbosa, 2017)............................................................................... 59
Figura 2.41 - (a) e (b) Condição de drenagem durante as fases dos ensaios (Barbosa, 2017). 60
Figura 2.42 - Representação gráfica da resistência ao cisalhamento (Elaborado pelo autor,
2017). ..................................................................................................................... 61
Figura 3.1 - Aplicação do arcabouço de Gestão de Rejeitos durante todo o Ciclo de Vida (The
Mining Association of Canada, 2011). .................................................................. 65
Figura 4.1 - Planta da barragem Cachoeirinha na El. 1375,00 m (Vallourec Mineração, 2014).72
Figura 4.2 - Localização do empreendimento (Google Maps, 2015). ...................................... 73
Figura 4.3 - Mapa geológico regional da Mina Pau Branco (Modificado de Rosière et al.,
2013). ..................................................................................................................... 76
Figura 4.4 - Imagens da linha do tempo da Barragem Cachoeirinha (Google Maps, 2017). ... 77
Figura 4.5 - Visão parcial do empreendimento no ano de 2017 (CDE do Brasil Ltda. e
Vallourec Mineração, 2017). ................................................................................. 77
Figura 4.6 - Operação de empilhamento do rejeito seco na Mina Pau Branco em 2016
(Gomes, 2016). ...................................................................................................... 78
Figura 4.7 - Fluxograma - Instalação de Tratamento de Minério (ITM) (Vallourec Mineração,
2017a). ................................................................................................................... 79
Figura 4.8 - (a) a (g) Sondagem Furo SM-20 (Vallourec Mineração, 2015b). ........................ 83
Figura 4.9 - Exemplo de disposição dos materiais em campo (Acervo do autor, 19 jul. 2016).84
Figura 4.10 - Equipamento EvoWash (Vallourec Mineração, 2016a) ..................................... 85
Figura 4.11 - Vista geral do sistema de desaguamento e filtragem dos rejeito (Adaptado de
Vallourec Mineração, 2016b). ............................................................................... 85
Figura 4.12 - Exemplo da codisposição de rejeitos em campo (Acervo do autor, 19 jul. 2016).86
Figura 4.13 - Abertura de trincheira para coleta da amostra indeformada (Acervo do autor, 27
jun. 2016). .............................................................................................................. 86
Figura 4.14 - Fluxograma dos ensaios realizados nas amostras deformadas e indformada
(Elaborado pelo autor, 2017). ................................................................................ 87
Figura 4.15 - (a) e (b) Amostra estéril itabirito compacto (Vallourec Mineração, 2015a). ..... 87
Figura 4.16 - (a) e (b) Amostra estéril itabirito pobre (Vallourec Mineração, 2015a). ............ 88
Figura 4.17 - (a) e (b) Amostra rejeito peneirado (Vallourec Mineração, 2015a). .................. 88
Figura 4.18 - Apresentação das diferentes condições de compactação e umidade, realizados
nos ensaios de permeabilidade e triaxial (Elaborado pelo autor, 2017). ............... 89
x
Figura 4.19 - Curva granulométrica dos materiais (Adaptado de Vallourec Mineração, 2015a).90
Figura 4.20 - (a) e (b) Resultados dos ensaios de compactação para as amostras de estéreis e
rejeito (Elaborado pelo autor, 2017). ..................................................................... 91
Figura 4.21 - (a) Resultados dos ensaios de permeabilidade da amostra de rejeito peneirado e
(b) estéril de itabirito pobre (Elaborado pelo autor, 2017). ................................... 93
Figura 4.22 - Curva de trajetória de tensões efetivas - Rejeito peneirado - GCP = 98% (Dados
compilados pelo autor, 2017). ............................................................................... 94
Figura 4.23 - (a) Curva de tensão x Deformação e (b) Curva poropressão x Deformação -
Amostra de rejeito peneirado - GCP = 98% (Dados compilados pelo autor, 2017).95
Figura 4.24 - Curva de trajetória de tensões efetivas - Rejeito Peneirado - GCP = 95% (Dados
compilados pelo autor, 2017). ............................................................................... 95
Figura 4.25 - (a) Curva de tensão x Deformação e (b) Curva poropressão x Deformação -
Amostra de rejeito peneirado - GCP = 95% (Dados compilados pelo autor, 2017).95
Figura 4.26 - Curva de trajetória de tensões efetivas - Estéril de itabirito pobre - GCP = 98%
(Dados compilados pelo autor, 2017). ................................................................... 96
Figura 4.27 - (a) Curva de tensão x Deformação e (b) Curva poropressão x Deformação -
Amostra de esteril de itabirito pobre - GCP = 98% (Dados compilados pelo autor,
2017). ..................................................................................................................... 96
Figura 4.28 - Curva de trajetória de tensões efetivas - Estéril de Itabirito Pobre - GCP = 95%
(Dados compilados pelo autor, 2017). ................................................................... 97
Figura 4.29 - (a) Curva de tensão x Deformação e (b) Curva poropressão x Deformação -
Amostra de estéril de itabirito pobre - GCP = 95% (Dados compilados pelo autor,
2017). ..................................................................................................................... 97
Figura 4.30 - Curva de trajetória de tensões efetivas - Rejeito peneirado (Dados compilados
pelo autor, 2017). ................................................................................................... 98
Figura 4.31 - (a) Curva de tensão x Deformação e (b) Curva poropressão x Deformação -
Amostra de rejeito filtrado (Dados compilados pelo autor, 2017). ....................... 98
Figura 4.32 - Variação dos intervalos mínimos e máximo das curvas de trajetória de tensões
efetivas para as amostras de esteril de itabirito (a) pobre e (b) rejeitos (Dados
compilados pelo autor, 2017). ............................................................................... 99
xi
LISTA DE TABELAS
xii
LISTA DE SIGLAS, SÍMBOLOS E ABREVIATURAS
A Área
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials
ASTM American Society for Testing and Materials
AD Amostra Deformada
AI Amostra Indeformada
ANM Agência Nacional de Mineração
ART Anotação de Responsabilidade Técnica
Alt. Alteamento
Art. Artigo
Bar. Barragem
BDA Banco de Declarações Ambientais
BR Rodovia federal
c Coesão
CP’s Corpos de prova
cm Centímetros por segundo ao quadrado
COPAM Conselho Estadual de Política Ambiental
CTPNSB Comissão Temporária da Política Nacional de Segurança de Barragens
D Diâmetro das partículas
D10 Diâmetro efetivo correspondente para o qual passa 10% do material obtido
da curva granulométrica
D30 Diâmetro efetivo correspondente para o qual passa 30% do material obtido
da curva granulométrica
D60 Diâmetro efetivo correspondente para o qual passa 60% do material obtido
da curva granulométrica
DN Deliberação Normativa
DNPM Departamento Nacional de Produção Mineral
E Leste
El. Elevação
F Força
FEAM Fundação Estadual do Meio Ambiente
GC granulometria completa
GCP Grau de compactação
GESAD Gerência de Qualidade do Solo e Reabilitação de Áreas Degradadas
h Hora
In Polegada
IP Índice de Plasticidade
xiii
IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis
IBRAM Instituto Brasileiro de Mineração
ICOLD International Commission on Large Dams
ITM Instalação de Tratamento de Minério
k Permeabilidade
kN/m3 Quilonewton por metro cúbico
km Quilômetro
km2 Quilômetro quadrado
kPa Quilopascal
LL Limite de liquidez
LP Limite de plasticidade
m Metro
mm Milímetro
m3 Metro cúbico
MAC Mining Association of Canada
MG Minas Gerais
N Norte
NL Nenhum limite de liquidez
NP Nenhum limite de plasticidade
n Número
N Norte
NBR Norma Brasileira
NPO Natural Pellet Ore
NRM Normas Reguladoras de Mineração
PAE Plano de Aproveitamento Econômico
PLS Projeto de Lei do Senado
PMP Precipitação Máxima Provável
PN Proctor Normal
ROM Run of Mine
s2 Centímetro ao quadrado
S Sul
Sat Saturado
SM Sondagem mista
SFG Sinter Feed Grosso
SISEMA Sistema Estadual de Meio Ambiente
SPT Standard Penetration Test
TRX Compressão Triaxial
u Poropressão
UTM Universal Transversa de Mercator
UU Unconsolidated Undrained
xiv
CU Consolidated Undrained
CD Consolideted Drained
v Velocidade de sedimentação
Va Volume de ar
Vs Volume de sólidos
VT Volume total
Vv Volume de vazios
Vw Volume de água
w Teor de umidade
wot. Teor de umidade ótimo
Wa Peso de ar
Ws Peso de sólidos
WT Peso total
Ww Peso de água
WISE World Information Service on Energy
Peso específico
s Peso específico dos sólidos
d Peso específico aparente seco
dmax Peso específico aparente seco máximo
° Grau
> Maior
< Menor
Viscosidade
τ Resistência ao cisalhamento
ϕ Ângulo de atrito
σ Tensão normal / Tensão total
σ’ Tensão efetiva
σ3 Tensão principal menor
σ1 Tensão principal maior
Deformação
xv
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO........................................................................................................... 19
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ............................................................................. 19
1.2 JUSTIFICATIVAS DA DISSERTAÇÃO............................................................ 20
1.3 OBJETIVOS DA DISSERTAÇÃO ...................................................................... 22
1.4 ESTRUTURA DE ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO .............................. 22
xvi
3.3 NOVO CENÁRIO DA MINERAÇÃO COM FOCO PARA O
FECHAMENTO DE BARRAGEM ..................................................................... 69
3.3.1 Lei nº 12.334/2010................................................................................................. 69
3.3.2 Portaria nº 70.389/2017 (ANM) ............................................................................ 69
3.3.3 Portaria nº 237/2001 - NRM 20 (ANM) ................................................................ 70
3.3.4 Agência Nacional de Mineração (ANM) ............................................................... 70
3.3.5 Deliberação Normativa - FEAM ........................................................................... 71
xvii
APÊNDICE E - Planta da localização dos furos de sondagem ........................................ 122
xviii
1 INTRODUÇÃO
O setor mineral tem importante contribuição socioeconômica para o país e o mundo. Por seu
caráter pioneiro, a mineração não se destaca apenas por uma indústria de base, mas também
por sua condição de impulsionar novas e outras oportunidades econômicas (Castro; Nalini
Júnior; Lima, 2011). Contudo, a mineração enfrenta inúmeros desafios técnicos, legais,
ambientais, socioeconômicos e culturais.
Dentre alguns desafios técnicos do setor destaca-se a disposição dos rejeitos gerados no
processo. Com a exaustão de recursos minerais de alto teor de minério e dado ao avanço
tecnológico no tratamento de minério de baixo teor, o volume de rejeitos gerado tem
aumentado significativamente o que implica em novas áreas para disposição de rejeitos ou no
alteamento das barragens existentes. Robertson (2011) destaca que a cada 1/3 de século, o
volume de rejeitos aumenta cerca de 10 vezes a área das barragens de rejeitos e aumenta em
aproximadamente cinco vezes e a altura das barragens aumenta em torno de duas vezes.
Atreladas aos projetos geotécnicos, as investigações, sejam elas de campo e/ou laboratório,
apresentam-se como um elemento de grande relevância para definição das propriedades dos
materiais, o que proporciona maior segurança nos projetos.
Em se tratando de órgãos reguladores, o Brasil ainda não dispõe de uma legislação efetiva
com definição de responsabilidades, quanto aos estudos necessários ao processo de
fechamento ou descaracterização de uma barragem, embora o país caminhe no sentido de
criar um arcabouço legal quanto a este assunto.
19
1.2 JUSTIFICATIVAS DA DISSERTAÇÃO
A produção mineral em larga escala resulta em uma grande produção de estéreis e rejeitos de
minério, tendo como consequência um elevado número de pilhas e de barragens. A Figura 1.1
ilustra esta típica tendência de capacidade dessa produção ao longo do tempo, com projeção
para os anos de 2030 a 2050.
É notório que, com a produção acelerada torna inevitável o aumento do risco de falhas. Nesse
contexto, as mineradoras necessitam cada vez mais de soluções tecnológicas para minimizar
os riscos de rupturas de barragens, que podem alcançar graves magnitudes.
20
processos de beneficiamento do minério, não é propriamente dito um solo, porém na
geotecnia, este, é tratado como um material equivalente. Por sua vez, como já citado por
Terzaghi1 (1936 apud Saadi, 2012, p. 1, tradução nossa) “Um solo natural nunca é
homogêneo. Suas propriedades mudam de um ponto para outro, enquanto nosso
conhecimento dessas propriedades é limitado aos poucos pontos em que as amostras foram
coletadas.”2. Observa-se que desde os primórdios da geotecnia, tem-se que o conhecimento
não está atrelado somente a experiência profissional, mas também na realização das
investigações geotécnicas que são de extrema relevância para os estudos de fechamento de
barragens de rejeitos da mineração.
O Brasil detém em seu histórico recente, graves desastres em barragens, com destaque para o
rompimento da barragem de Fundão em 2015.
1
TERZAGHI, K. Presidential Address: Relation between Soil Mechanics and Foundation Engineering. In:
INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOIL MECHANICS AND FOUNDATION ENGINEERING, 1.,
Jun. 22 to 26, 1936. Proceedings… Cambridge, Massachusetts, USA.
2
“A natural soil is never homogeneous. Its properties change from point to point, while our knowledge of
these properties is limited to those few spots at which the samples have been collected.”
21
1.3 OBJETIVOS DA DISSERTAÇÃO
Após inúmeros estudos para definir a melhor solução de disposição do rejeito de ferro da
Mina Pau Branco, a empresa Vallourec Mineração, como iniciativa inovadora, realizou a
implantação de uma instalação de desaguamento de rejeitos. O projeto proporcionou a
construção de uma usina de rejeito filtrado, que gera um produto, na forma de “torta”, a partir
do rejeito total (polpa) oriundo da usina de beneficiamento de minério de ferro. A alteração no
processo produtivo da mineradora que permitiu o empilhamento drenado e a possibilidade de
reaproveitamento futuro do minério de ferro contido no rejeito (da ordem de 47% de Fe),
inviabiliza a utilização da estrutura e culmina em estudos para fechamento da barragem com a
realização de um projeto de ampliação de uma pilha de estéril existente. Desta forma, esta
dissertação busca ainda conhecer através da investigação geotécnica, por meio principalmente
da experimentação em laboratório, o potencial dos materiais (rejeitos filtrados e peneirados, e
estéreis constituídos de itabiritos pobres e compactos, da mina Pau Branco), para aplicação no
projeto de co-disposição.
22
capítulo são apresentados procedimentos de ensaios aplicados para investigação geotécnica de
laboratório por meio de ensaios de caracterização, permeabilidade e triaxial.
23
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O Brasil, no cenário mundial, tem posição expressiva, tanto como detentor de reservas
minerais, quanto como produtor de matérias-primas de origem mineral (Flôres e Lima, 2012).
De acordo com o Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM) (Brasil, 2016), entre
os principais estados empregadores, Minas Gerais (30,1%) e Pará (12,1%) concentram mais
da metade de seus empregos do setor de mineração na extração de minério de ferro. Por outro
24
lado, São Paulo (9,8%) emprega principalmente na extração de pedra/areia/argila e, Bahia
(6,3%), quase a metade dos postos de trabalhos da mineração estão na extração de minerais
metálicos não ferrosos (Figura 2.2).
Figura 2.2 - Distribuição do estoque de mão de obra do setor de extração mineral (exceto
petróleo e gás) (dezembro/2016) (Brasil, 2016).
Apesar da eficácia, essa atividade econômica tem um lado desfavorável — que aparece,
sobretudo, quando se esgota a exploração de uma mina. Não raro, grandes minas são o maior
polo de atratividade de uma região. Cidades inteiras passam a viver em função da atividade
mineradora, que gera empregos, moradias, escolas, saneamento básico, iluminação, estradas e,
não menos importante, impostos. Quando a mina se exaure e é desativada, os impactos
econômicos e sociais no entorno são enormes (Calejon, 2008). Há um tempo não muito
distante, após o encerramento de uma mina, a área degradada era simplesmente abandonada,
sem quaisquer projetos de fechamento ou de recuperação ambiental. Já os projetos de
mineração mais modernos incluem o fechamento e o pós fechamento das atividades
minerárias.
Instituições governamentais ao redor do mundo têm buscado estratégias para garantir que um
empreendimento minerário, uma vez exaurido o recurso mineral, mitigue seus impactos e
ofereça à comunidade do entorno a capacidade de se manter após o fechamento da mina
25
(Fundação Estadual do Meio Ambiente, 2016b). Esses esforços têm como objetivo secundário
evitar que os empreendimentos fiquem paralisados por um longo período de tempo, sem o
devido controle ambiental, ou que as minas sejam abandonadas, sem o devido fechamento.
A fim de quantificar e caracterizar as condições destes locais, em 2016, foi publicado pela
Fundação Estadual do Meio Ambiente (FEAM) um cadastro de mineradoras em estado de
paralisação ou abandono no Estado de Minas Gerais - MG (Fundação Estadual do Meio
Ambiente, 2016b). O levantamento foi realizado entre os anos de 2014 e 2015, apresentando
informações coletadas em 400 minerações. O trabalho aponta que deste total de minas, 169
foram classificadas como abandonadas e 231 como paralisadas, sendo 97 classificadas como
paralisadas com controle ambiental e 134 classificadas como sem controle ambiental,
conforme apresentado na Figura 2.3 (Fundação Estadual do Meio Ambiente, 2016b).
Figura 2.3 - Situação das minas quanto ao abandono ou paralisação (Fundação Estadual do
Meio Ambiente, 2016b).
26
A distribuição das minas paralisadas e abandonadas no estado de MG com a informação do
“Risco Ambiental da Área Minerada”, pode ser visualizada na Figura 2.4 (Fundação Estadual
do Meio Ambiente, 2016b).
Figura 2.4 - Distribuição das minas no Estado de MG, com a informação do “Risco
Ambiental da Área Minerada” (Fundação Estadual do Meio Ambiente, 2016b).
De acordo com a FEAM (Fundação Estadual do Meio Ambiente, 2016a), somente em Minas
Gerais existem cerca de 18 estruturas vinculados as mineradoras que constam no Cadastro de
Minas Paralisadas e Abandonadas, ano 2016. A Tabela 2.1 apresenta tais informações. As
estruturas, identificadas pela Gerência de Qualidade do Solo e Reabilitação de Áreas
Degradadas (GESAD), foram enquadradas nos critérios de classificação de estrutura da DN
62/2002, alterado pela DN 87/2005.
27
Tabela 2.1 - Lista de barragens constantes do Cadastro de Minas Paralisadas e Abandonadas
no Estado de Minas Gerais (Fundação Estadual do Meio Ambiente, 2016a).
Nome da barragem Classe Tipologia Município Bacia Situação de estabilidade
Barragem dos Estabilidade garantida pelo
Classe III Mineração Sabará Rio São Francisco
Coqueiros auditor
Estabilidade garantida pelo
Barragem do Fundão Classe III Mineração Sabará Rio São Francisco
auditor
Barragem de
Recuperação de água Estabilidade garantida pelo
Classe III Mineração Sabará Rio São Francisco
do processo. Barragem auditor
de retorno.
Barragem do Córrego Estabilidade garantida pelo
Classe III Mineração Itabirito Rio São Francisco
Paciência auditor
Barragem de
Barão de Rio Estabilidade garantida pelo
Contenção de Rejeitos - Classe II Mineração
Cocais Piracicaba/Jaguari auditor
Sem nome
Estabilidade garantida pelo
Barragem B1 Classe III Mineração Igarapé Rio São Francisco
auditor
Estabilidade garantida pelo
Barragem B1 Auxiliar Classe III Mineração Igarapé Rio São Francisco
auditor
Auditor não conclui sobre a
Sistema de Captação de situação de estabilidade,
Classe III Mineração Rio Acima Rio São Francisco
Rejeito por falta de dados ou
documentos técnicos
Estabilidade garantida pelo
Barragem II Classe I Mineração Rio Acima Rio São Francisco
auditor
Conselheiro Estabilidade não garantida
Barragem Lagoa do Ipê Classe II Mineração Rio Paraopeba
Lafaiete pelo auditor
Barragem das Bacias
Conselheiro Estabilidade garantida pelo
de Contenção de Classe II Mineração Rio Paraopeba
Lafaiete auditor
Sedimentos 1, 2 e 3
Estabilidade garantida pelo
Dique da PDE Engano Classe II Mineração Mariana Rio Doce
auditor
Estabilidade garantida pelo
Dique da Pêra Classe II Mineração Mariana Rio Doce
auditor
Estabilidade garantida pelo
Dique Lagoa Seca Classe II Mineração Mariana Rio Doce
auditor
Estabilidade garantida pelo
Dique da Pilha 1 Classe I Mineração Sabará Rio São Francisco
auditor
Estabilidade garantida pelo
Dique da Pilha 2 Classe I Mineração Sabará Rio São Francisco
auditor
Estabilidade garantida pelo
Barragem Galego Classe III Mineração Sabará Rio São Francisco
auditor
Estabilidade garantida pelo
Barragem 5 Classe III Mineração Nova Lima Rio São Francisco
auditor
Barragens são estruturas construídas com diferentes finalidades e situações desde geração de
energia elétrica, controle de cheias, abastecimento, contenção de rejeitos industriais e de
mineração, dentre outros.
28
Até meados de 1930, os equipamentos para movimentação de terras não eram acessíveis para
a construção das barragens. Na década de 40, com a disponibilidade de equipamentos de alta
capacidade para movimentação de terras, tornou possível a construção de barragens de
contenção de rejeitos com técnicas de compactação e maior grau de segurança, de maneira
similar as barragens convencionais. Na década de 50, muitos dos princípios fundamentais de
geotecnia já eram compreendidos e aplicados em barragens de rejeitos. Já na década de 70, a
maioria dos aspectos técnicos (por exemplo, infiltração, liquefação e estabilidade da
fundação) já eram entendidos e controlados por projetistas. E, a partir da década de 80, os
aspectos ambientais também cresceram em importância. A atenção foi amplamente voltada
para estabilidade física e econômica das barragens, considerando o potencial de dano
ambiental e os mecanismos de transporte dos contaminantes (Ávila, 2012).
Figura 2.5 - Gráfico da distribuição das estruturas cadastradas no BDA divididas por tipologia
- 2015 (Fundação Estadual do Meio Ambiente, 2017).
29
2.2.1 Etapas da vida útil de barragens de rejeito
Lozano (2006) destaca que as etapas da vida útil de uma barragem compreendem a procura do
local, o projeto da instalação, a construção, a operação e o fechamento definitivo (Figura 2.6).
Figura 2.6 - Evolução no tempo das atividades relativas a barragens de rejeitos (Lozano,
2006).
Entretanto, destaca-se que as barragens como outras estruturas, devem ser projetadas,
construídas, operadas e monitoradas de forma adequada. Contudo, falhas ocorrem, muitas
vezes devido à falta de aplicação adequada dos métodos conhecidos, devido à projetos mal
elaborados, devido à supervisão deficiente durante a construção, ou devido à negligência das
características vitais incorporadas na fase de construção (Duarte, 2008).
30
2.2.2 Falhas relevantes
A maioria dos casos podem ser resumidos à falta de atenção aos detalhes, causado por vários
fatores, como: a construção paulatina dessas estruturas que podem sofrer influência negativas
das mudanças na equipe, e às vezes mudanças de proprietário, além disso, as alturas originais
de construção são frequentemente ultrapassadas e as propriedades dos rejeitos podem mudar e
por fim, uma falta de controle do equilíbrio do nível da água do barramento pode levar a
“galgamento” (assim chamado porque é observado um transbordamento do nível da água
sobre a estrutura da barragem, mas pode ser devido ao aumento dos níveis freáticos causando
falhas locais que produzem recalque na fundação e rebaixa a crista) (Pereira, 2016).
Figura 2.7 - Cronologia das principais falhas em barragens de rejeitos (Adaptado de WISE
Uranium Project, 2016).
31
econômicas, degradação do meio ambiente e, em muitos casos, perda de vidas humana
(International Commission on Large Dams, 2001).
O setor de mineração atua sempre com um imperativo ininterrupto para redução dos custos de
produção e muitas vezes para as obras são adotados critérios razoáveis ou logicamente
plausíveis para os projetos. Ao se adotar suposições “razoáveis” ao invés de “conservadoras”
pode-se aumentar o risco de longo prazo, para a sociedade que herdará a barragem e a
responsabilidade de gerenciar os resíduos, bem como quaisquer custos futuros associados com
o rompimento devido a um evento imprevisto (Chambers e Higman, 2011, tradução nossa).3
Um destaque especial pode ser dado a algumas mineradoras brasileiras, que tem vivenciado
acidentes relevantes apresentando inclusive mortes em Minas Gerais (Tabela 2.2). Abaixo é
apresentado um breve histórico da ruptura de algumas barragens localizadas em Minas Gerais.
A barragem de 40 m de altura, ainda em operação, vinha sendo alteada, estando o nível do seu
topo cerca de 2 m acima do rejeito contido no reservatório. As possíveis causas do acidente,
inclinação e altura do talude, não eram compatíveis com a resistência ao cisalhamento do
material e com as pressões piezométricas desenvolvidas no maciço. Essa condição, associada
3
“By making ‘reasonable’ rather than ‘conservative’ assumptions we may be increasing the long term risk to
the society which will inherit the dam and the responsibility for managing the waste, and any future costs
associated with the escape of impounded waste due to an unanticipated event.”
32
às características granulométricas e ao estado de saturação do material, tornaram o maciço da
barragem de Fernandinho susceptível à liquefação espontânea (Parra e Lasmar4, 1987 apud
Pereira, 2005). A Figura 2.8 apresenta as fases da ruptura desta barragem.
De acordo com Gomes, Oliveira Filho e Ribeiro (2001), após atingida a condição crítica de
estabilidade da estrutura, ocorreu a ruptura de cerca de 330 m de extensão do dique de
contenção ao longo da borda nordeste da cava e a liberação imediata de aproximadamente
530.000 m3 de material, particularmente a massa de rejeitos finos e saturados acumulada na
extremidade norte da área. Daí, rupturas laterais dos taludes da borda norte e movimentações
4
PARRA, P.; LASMAR, N. Ruptura da barragem de rejeito da Mina de Fernandinho. In: SIMPÓSIO SOBRE
BARRAGENS DE REJEITOS E DISPOSIÇÃO DE RESÍDUOS INDUSTRIAIS E DE MINERAÇÃO,
REGEO' 87., 1987, Rio de Janeiro. Anais... Rio de Janeiro, 1987. p. 423-444.
33
retroprogressivas do rejeito depositado em direção à montante ocorreram em rápida
sequência. O movimento rápido da massa provocou a ruptura parcial do solo natural e do
dique inicial de conformação da borda da cava C1 na zona de maior impacto e gerou um
violento movimento de rotação de parte do sistema de contenção na zona de ruptura sobre a
estrada de acesso a São Sebastião das Águas Claras. Os limites da zona de movimentação dos
rejeitos foram condicionados por uma antiga superfície interna de ressecamento dos rejeitos,
pela geometria remanescente da borda da cava (incluindo trechos do maciço natural e uma
depressão central, antiga via de acesso à cava C1 à época em lavra), pelo trecho do dique de
contenção deslocado e pelos taludes da borda norte da cava. Ao atingir a estrada adjacente e a
área imediatamente à jusante, utilizada previamente como depósitos de finos pela empresa, o
material da ruptura, compreendendo rejeitos, material dos diques de contenção e solos
naturais, finos e vegetação incorporados à massa corrida (impondo, portanto, um acréscimo
adicional ao volume de material mobilizado, estimado em cerca de 30%, correspondente a um
volume total da ordem de 690.000 m3) foi direcionado para o sistema de drenagem do
Córrego Taquara e cursos d’água à jusante (Gomes; Oliveira Filho; Ribeiro, 2001). As
Figuras 2.9 e 2.10 apresentam a ruptura da cava de disposição de rejeitos.
2003 - Cataguases
34
e no rio Pomba cerca de 1,4 bilhão de litros de lixívia (licor negro), que é o rejeito industrial
da produção de celulose (Oliveira, 2015).
O acidente de Cataguases (Figuras 2.11 e 2.12) aconteceu na Fazenda Bom Destino, situada
cerca de 13 km da área urbana, gerou mortandade de peixes, interrupção do abastecimento de
água em municípios dos estados de Minas Gerais e do Rio de Janeiro por cerca de 10 dias e
prejuízos em pequenas propriedades rurais situadas às margens do Ribeirão do Cágado, em
uma extensão aproximada de 106 ha. As causas do acidente foram apontadas como falhas na
manutenção da estrutura da barragem do reservatório de resíduos e inexistência de
responsável técnico pela operação e manutenção das barragens (Vianna, 2012).
2006 - Miraí
35
2007 - Miraí
O desastre aconteceu no município de Miraí (Figuras 2.13 e 2.14) onde teve o lançamento
dois bilhões de litros de rejeitos no ribeirão Fubá. A inundação chegou a atingir
aproximadamente 400 residências e pontos comerciais e deixou cerca de 2.000 pessoas
desalojadas e desabrigadas. Causou prejuízos morais e materiais, mas não houve registro de
mortes. As atividades da empresa Rio Pomba Mineração foram interditadas e a lavra
embargada, seguida da aplicação de uma multa (Ministério Público do Estado de Minas
Gerais, 2015).
36
rompimento da Barragem B1 provocou comprometimento do talude de jusante da Barragem
B2 e todo o material das duas barragens causou o assoreamento da Barragem B3. Ambas as
estruturas se encontravam à jusante da Barragem B1. As Figuras 2.15 e 2.16 mostram
primeiramente o movimento de massa da ombreira direita da Barragem B1 dando uma visão
do volume de material que cedeu e posteriormente um equipamento soterrado (Fundação
Estadual do Meio Ambiente, 2014).
A onda de lama afetou mais gravemente o distrito de Bento Rodrigues (situado a cerca de
5 km a jusante das barragens), além de outros sete distritos de Mariana. Ao todo, 41
municípios dos estados de Minas Gerais e Espírito Santo foram afetados, desde Mariana/MG
até a foz do Rio Doce, em Linhares/ES, em uma extensão de 663,2 km de cursos d’água.
Figura 2.17 - Barragem de Fundão após o rompimento do talude (Fundação Estadual do Meio
Ambiente, 2016c).
38
Figura 2.18 - Distrito de Bento Rodrigues após rompimento das barragens (Fundação
Estadual do Meio Ambiente, 2016c).
De acordo com a NBR 13028, rejeito é “todo e qualquer material não aproveitável
economicamente, gerado durante o processo de beneficiamento de minérios” (Associação
Brasileira de Normas Técnicas, 2006).
Em Minas Gerais, o Quadrilátero Ferrífero com extensão aproximada de 7.000 km2 é a maior
província mineral do Brasil na Região Sudeste, uma das mais importantes do mundo. Nesta
região, encontra-se as principais e maiores minas de minério de ferro do Sudeste do Brasil e
gera mais de 50% da produção mineral brasileira. Desta forma, a área contempla as maiores e
o maior número de barragens de rejeitos do Brasil. Dentre os minérios mais encontrados e
explorados nesta área, destacam-se jazidas de ferro (Fe), manganês (Mn), ouro (Au), bauxita e
pedras preciosas, como topázio e esmeralda (Roeser e Roeser, 2010).
Devido sua grande utilidade no mercado, o minério de ferro é o principal produto da pauta de
exportações minerais do Brasil, seguido do ouro, ferronióbio e cobre (Instituto Brasileiro de
Mineração, 2015). Os perceituais de exportação no ano de 2014 e os valores de exportados de
minério de ferro ao longo dos anos de 2012 a 2014 podem ser visualizados nas Figuras 2.19 e
2.20.
39
Figura 2.19 - Exportações 2014 (Instituto Brasileiro de Mineração, 2015).
Figura 2.20 - Valores exportados de minério de ferro ao longo dos anos (Adaptado do
Instituto Brasileiro de Mineração, 2015).
As operações para a extração do minério de ferro envolvem uma série de atividades que
determinam as características dos resíduos descartados no processo. De acordo com o tipo de
processo industrial e do mineral explorado, os rejeitos encontram-se com variadas
características geotécnicas, físico-químicas e mineralógicas (Pereira, 2005). Em função do
tipo de minério e do tratamento utilizado, os rejeitos podem variar de materiais arenosos não
plásticos (rejeitos granulares) até solos de granulometria fina e alta plasticidade (lamas). Os
rejeitos granulares, constituídos de partículas de granulometria de areias finas a médias, não
plásticas, possuem alta permeabilidade e resistência ao cisalhamento e baixa
40
compressibilidade. Já as lamas, constituídas por partículas de granulometria de siltes e argilas,
possuem alta plasticidade, difícil sedimentação e alta compressibilidade (Araújo, 2006).
De acordo com Bisco (2009), cada rejeito apresenta um comportamento distinto, não sendo
possível estabelecer uma padronização em termos de comportamento. Isto ocorre devido às
variáveis que afetam as propriedades reológicas, a saber: forma da partícula, granulometria,
temperatura, pressão, etc. Apesar disso, muitos trabalhos acadêmicos buscam conhecer como
se dá o comportamento de algumas das propriedades geotécnicas desses rejeitos diante da
variação de determinadas características. Por exemplo, é sabido que rejeitos de minério de
ferro apresentam variabilidade de suas propriedades geotécnicas em função do teor de ferro
presente.
Portes (2013) expõe que de forma geral, nos sistemas de disposição de rejeitos,
principalmente nos associados às barragens de contenção, os rejeitos são encontrados na
forma de polpa, ou seja, mistura sólido – água, tipicamente passível de segregação.
Entretanto, os rejeitos podem se apresentar sob diferentes consistências, ou seja; polpa,
espessados, pastas ou tortas (Figura 2.21); implicando em comportamentos geotécnicos
específicos e formas de disposições alternativas às barragens de contenção de rejeitos,
proporcionando redução da área impactada.
41
Figura 2.21 - Aspectos visuais de pastas de rejeitos considerando diferentes graus de
espessamento (Figueiredo, 2007).
Lozano (2006) e Portes (2013) descrevem que a disposição subaquática não é muito utilizada
devido a problemas ambientais. Já a disposição em superfície é a forma mais tradicional,
podendo ser adotadas pilhas (com o rejeito previamente seco) ou ainda as estruturas
comumente denominadas “barragens” (com rejeito na forma de polpa).
Pereira (2005) destaca que a disposição através de aterros hidráulicos (Figura 2.22) consiste
basicamente no transporte, na separação e na disposição do material com a utilização de um
fluido, particularmente a água, formando a chamada polpa.
42
pela diminuição da resistência efetiva e da rigidez do solo sob ação de forças externas cíclicas
ou monotônicas (Guillén, 2008), é um fato considerável em estruturas condicionadas por
aterros hidráulicos que, na maioria das vezes, apresentam características de materiais não-
coesivos de baixa resistência ao cisalhamento e baixa densidade in situ.
Nesse método, ao invés de utilizar uma estrutura impermeável de barramento, adota-se uma
estrutura drenante, que não retém a água livre que sai dos poros dos rejeitos, mas libera esta
água através de um sistema de drenagem interna, de grande capacidade de vazão, ligada aos
rejeitos do reservatório (Ávila, 2012). O autor destaca ainda que os principais objetivos
incluem a obtenção de um maciço não saturado e estável e de uma maior densidade, portanto,
maior capacidade e vida útil; o alcance de menor potencial de dano em uma eventual ruptura;
uma maior facilidade para o fechamento e recuperação ambiental e a aplicação segura do
método de montante, com baixo risco de liquefação e de ruptura. A Figura 2.23 apresenta o
aspecto do rejeito após empilhamento drenado.
43
Figura 2.23 - Aspecto do rejeito após empilhamento drenado (Ávila, 2012).
Portes (2013) destaca que este método não pode ser utilizado para disposição de rejeitos finos,
pois os mesmos não possuem condições geotécnicas apropriadas. Os rejeitos finos devem ser,
portanto, dispostos a parte, quando esta alternativa é adotada.
44
pode ser adotada quando os materiais de construção de possíveis barragens apresentam se
escassos e quando os controles operacionais e técnicos são ser assegurados.
Davies (2011) relata que o empilhamento a seco tem sido aplicado em áreas onde a
disponibilidade de água é baixa, e em áreas onde as condições geotécnicas contraindicam o
uso de barragens convencionais. E os dois principais motivos que levam à escolha da técnica
de filtragem de rejeitos são a recuperação de água do sistema, que balanceia o custo de capital
e os custos de operação, e as condições topográficas. O autor afirma ainda que os rejeitos
filtrados podem ser filtrados a úmido, denominados de “wet cake” ou filtrados a seco, “dry
cake”.
Tessarotto (2015) expõe vantagens para a geração de torta desaguada para dry Stack, que
incluem: facilidade no manuseio, empilhamento e disposição em pilhas, expressiva redução
de área para descarte dos rejeitos, por propiciar a formação de pilha com ângulo de repouso,
geralmente superiores a 32° (a se verificar caso a caso), etc.
Com a crescente dificuldade de licenciamento, por parte dos órgãos ambientais, de novas
áreas para a disposição final dos resíduos de mineração, uma alternativa bastante viável seria
integrar estes sistemas de disposição em um mesmo depósito. Esta disposição conjugada de
rejeitos e estéreis (Figura 2.24) num mesmo espaço físico pode ser feita de forma distinta para
os resíduos (disposição compartilhada) ou envolver uma mistura destes resíduos, previamente
ou efetivada no próprio ambiente da disposição (co-disposição) (Peixoto, 2012).
45
Figura 2.24 - Disposição compartilhada de estéreis e rejeitos na cava exaurida de Cauê
(Galbiatti, 2006).
46
Para Leduc e Smith (2003), o conceito de co-disposição envolve a disposição de rejeitos
finos, preenchendo os espaços vazios dos estéreis granulares gerados nas operações de lavra.
Os estéreis apresentam-se com elevados índices de vazios quando dispostos em pilhas, devido
principalmente à metodologia empregada, que envolve o desmonte do material nas frentes de
lavra através de explosivos (no caso de rochas mais duras), gerando material estéril de
diferentes tamanhos e formas, variando de matacões e pedregulhos, a materiais mais finos, no
caso de atividades de decapeamento em camadas de solo e rocha alterada. Os autores
destacam ainda que existem inúmeras maneiras de realizar a mistura de estéril-rejeito e cada
uma deve ser avaliada para determinar sua viabilidade em um determinado local. Neste caso,
o primeiro passo é avaliar os rejeitos e estéreis para determinar sua adequação para o uso da
co-disposição. Dentre os principais ensaios utilizados para avaliar a tecnologia, destacam os
ensaios de resistência ao cisalhamento e permeabilidade (de diferentes graus de misturas de
estéreis, incluindo rejeitos e estéreis puros), granulometria dos materiais, teor de umidade,
dentre outros. Entre as várias formas de se misturar rejeitos com estéreis, são destacados os
seguintes métodos: células para disposição de rejeito, disposição de rejeito em finas camadas
e injeção dos rejeitos nos depósitos dos estéreis.
Figura 2.25 - Células de rejeitos em depósitos de estéril (Adaptado de Leduc e Smith 2003).
47
Camadas alternadas de estéreis e rejeitos
É uma alternativa que envolve a disposição alternada entre camadas de estéril e rejeito, com o
propósito de promover a infiltração do rejeito nas camadas de estéreis, permitindo-se, desta
forma, a dissipação dos excessos de poropressões induzidas nos rejeitos (Figura 2.26) (Silva,
2014).
Figura 2.26 - Células de rejeitos em depósitos de estéril (Adaptado de Leduc e Smith 2003).
48
Figura 2.27 - Injeções de rejeito em furos verticais ou inclinados em depósitos de estéril
(Adaptado de Leduc e Smith, 2003).
As sondagem e ensaios de campo, são realizadas em função de vários fatores, tais como: nível
de água, resistência do solo ou da rocha, estabilidade das paredes, desenvolvimento
49
tecnológico, etc. Entre os principais tipos, pode se destacar: as sondagens a pá e picareta,
trado, perfuração a percussão com circulação de água, perfuração rotativa com circulação de
água, perfuração rotopercussiva, entre outros, ser realizadas de diferentes formas.
50
2.5.1 Granulometria por peneiramento e sedimentação
Estas são propriedades índices que são essenciais em qualquer estudo de implantação de uma
obra em termos de geotecnia. Por meio dos resultados de ensaios de granulometria, é possível
construir a curva de distribuição granulométrica (Figura 2.29), que determina a porcentagem
em peso, do solo para cada “dimensão dos grãos”. Esta curva é apresentada graficamente em
escala semi-log, onde a abcissa representa o log do diâmetro da partícula e a ordenada a
porcentagem de material com diâmetro menor que o considerado.
Figura 2.29 - Curvas granulométricas para vários tipos de solos (Ortigão, 2007).
Quanto a análise da classificação textual, não há uma classificação universal. Para avaliação
dos diâmetros dos grãos, podem ser utilizados diferentes critérios de órgãos como ABNT,
ASTM, AASHTO, entre outros. (Figura 2.30).
51
Segundo a forma da curva, pode-se distinguir as granulometrias como: Uniforme (curva A);
Bem graduada (curva B) e Mal graduada (curva C) (Figura 2.31). Há ainda dados importantes
que podem ser obtidos por meio da curva granulométrica como: o diâmetro efetivo - D10
(diâmetro tal que o peso correspondente a partículas menores que este é 10% do peso total da
amostra seca), diâmetro efetivo - D60 (diâmetro tal que o 60 % do peso seco do solo tenha
partículas com diâmetros menores ou iguais a ele) e diâmetro efetivo - D30 (diâmetro tal que o
30 % do peso seco do solo tenha partículas com diâmetro menores ou igual a ele). Por meio
da definição destes dados, pode-se obter o “coeficiente de não uniformidade”, que define a
condição de boa ou má graduação do solo, sendo este verificado pela razão do D60 pelo D10 e
o “coeficiente de curvatura”, que define o melhor formato da curva granulométrica e
demonstra eventuais descontinuidades ou alta concentração de grãos de maior dimensão no
conjunto, este é verificado pela razão do D30 ao quadrado por D60 multiplicado pelo D10.
Uniforme
Porcentagem passante (%)
Má graduação
D10 D30
D60
Diâmetro dos grãos (mm)
Figura 2.31 - Curvas granulométricas de acordo com a forma dos grãos (Adaptado de Gomes,
2015d).
O ensaio de peneiramento (aplicado para determinar o tamanho das partículas de solo grosso,
ou maior que 0,075 mm) é realizado passando uma amostra do solo por uma série de peneiras
de dimensões padronizadas, pesando as quantidades de materiais retiradas em cada peneira e
calculando as porcentagens retidas e/ou passantes.
Os solos finos, com granulometria inferior a 0,075 mm, são analisados de forma diferente
pelo método de sedimentação. Este ensaio, mede indiretamente a velocidade de queda das
partículas, e é baseado na lei de Stokes, que estabelece uma relação entre o diâmetro das
52
partículas (D) e a sua velocidade de sedimentação (v) em um meio líquido de viscosidade (h)
e peso específico (g) conhecidos. O método consiste basicamente em adicionar um material
defloculante ou desaglutinador no solo, dispersar o solo, transferir para uma proveta, agitar e
com a utilização de um densímetro, realizar leituras em diferentes tempos estabelecidos por
norma, calcular e apresentar graficamente os resultados (Figura 2.32).
Figura 2.33 - Limites superiores e inferiores para cada estados de consistência de um solo
argiloso (Crispim, 2011).
53
Os limites de liquidez (LL) e limites de plasticidade (LP) são exatamente as linhas que
definem os estados em que o solo manifesta plasticidade ou para de manifestar a plasticidade,
sendo o IP, o domínio de umidade em que o solo exibe a capacidade de ser moldado.
O ensaio de limites de liquidez representa o teor de água do solo, quando este, deixa de se
comportar como um líquido. Na prática, aplicam-se golpes à massa de solo posta na concha
de um aparelho denominado de Casagrande, este equipamento possui uma manivela, com
velocidade e altura padrão. Conta-se o número de golpes necessário para que a ranhura de
solo se feche em uma extensão em torno de 1 cm. São realizadas pelo menos cinco
determinações de umidade e por definição, o limite de liquidez de um solo é o teor de
umidade correspondente a 25 golpes aplicados na amostra de solo (Figura 2.34).
2.5.3 Compactação
54
Entre os principais objetivos da compactação, destaca-se o aumento da resistência ao
cisalhamento, a redução da permeabilidade, redução de futuros recalques, etc.
55
Peso Específico Aparente Seco (d)
- floculada
+ dispersa
+ floculada
- dispersa
Figura 2.36 - Comportamento da estrutura dos solos compactados (Dados compilados pelo
autor, 2017).
2.5.4 Permeabilidade
A condutividade hidráulica (k) pode ser influenciada por fatores como a distribuição
granulométrica, forma e mineralogia dos grãos e, ainda, por fatores associados ao arranjo das
partículas e à natureza do fluido (Pereira, 2005). O índice “k”, expressa a velocidade do fluxo
de água através do solo sob um gradiente hidráulico unitário, baseada na lei de Darcy e os
valores típicos da permeabilidade variam de acordo com o tipo de solo (Figura 2.37).
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10
1 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Tipo de Solo
Figura 2.37 - Valores típicos de condutividade hidráulica para solos (Elaborado pelo autor,
2017).
(a) (b)
Figura 2.38 - (a) e (b) Esquema do ensaio de permeabilidade a carga constante e variável
(Fernandes, 2017).
A resistência ao cisalhamento (τ) é definida como a máxima tensão suportada pelo solo sem
antes de ocorrer a ruptura e é expressa por dois parâmetros principais, denominados coesão
(c) e Ângulo de atrito (ϕ). A coesão é considerada basicamente como a “atração” química
entre as partículas do solo e o atrito considerado como a interação entre duas superfícies de
contato na região de contato. A determinação destes parâmetros é de extrema importância
para obras que envolvem o estudo da análise de estabilidade de taludes compactados ou
naturais, avaliação da capacidade de carga de fundações, análise de estabilidade de estruturas
de contenção, etc.
O solo, por ser um sistema particulado, tem os seus esforços transmitidos diretamente pelo
arcabouço sólido do solo, ou ainda pela parte líquida do solo, dependendo do estado de
saturação (Figura 2.39-a). Dada esta constatação, o princípio da tensão em um ponto é
57
fictício, prevalecendo o conceito de tensão (σ), como sendo a razão da força (F) pela área (A).
As tensões nos solos podem se compor de tensões normais (σ), na direção perpendicular ao
plano (resistidas pela força de interação entre as partículas sólidas do solo ou pela água
intersticial) ou tensões cisalhantes (τ) na direção paralela ao plano (resistidas pelas forças de
interação entre as partículas sólidas) (Figura 2.39-b).
(a) (b)
Figura 2.39 - (a) e (b) Distribuição de forças com apresentação de um plano qualquer que
passa pelo solo e estado de tensão (Gomes, 2015e, 2015f).
Através de linguagens matemáticas, é possível verificar que existem três planos ortogonais
entre si e aos eixos coordenados (que interceptam um determinado ponto), cuja tensão
cisalhante é nula. Estes, são conhecidos como planos principais, onde as tensões normais que
atuam neste ponto são máximas.
Nos solos, tem-se ainda tensões devido ao peso próprio e às cargas aplicadas. Quando o solo é
constituído de camadas, a tensão vertical resulta do somatório do efeito das diversas camadas,
podendo ser analisadas hipóteses com um determinado plano acima do nível d´água,
totalmente seco, ou ainda com o solo saturado. A água no interior dos vazios, abaixo do nível
d’água, estará sobre uma pressão que independe da porosidade do solo e dependendo somente
de sua profundidade em relação ao nível freático. Esta pressão da água no plano considerado,
é chamada de poropressão (u). Terzaghi5 (1943 apud Pinto, 2006) constatou que a tensão
normal total num plano qualquer deve ser considerado como a soma de duas parcelas, sendo
uma conhecida como tensão efetiva (σ’) e outra a poropressão (Pinto, 2006). A partir deste
princípio, tem-se a tensão efetiva para solos saturados, expressa matematicamente pela
equação 2.1.
5
TERZAGHI, K. Theoretical soil mechanics. New York: John Wiley & Sons, 1943.
58
σ = σ’ + u
Equação 2.1 - Tensão efetiva para solos saturados (Ortigão, 2007)
onde:
σ = tensão total
σ' = tensão efetiva
u = poropressão
A medida dos parâmetros de resistência dos solos pode ser obtida por meio de ensaios de
laboratório em suas variadas formas, ou ainda de ensaios de campo. Dentre os principais
ensaios de laboratório, pode-se destacar: Ensaio de Compressão Simples; Ensaio de
Cisalhamento Direto; Ensaio de Compressão Triaxial. A modalidade do ensaio é definida
principalmente em função das condições de contorno dos projetos e características de campo.
Sendo o ensaio de compressão triaxial, considerado como um dos métodos mais confiáveis
em função de se avaliar as condições drenadas e não drenadas do solo para determinação dos
parâmetros de resistência. A execução deste ensaio, se divide basicamente nas etapas de
confinamento (com aplicação da pressão confinante σ3) e cisalhamento (durante a ruptura da
amostra).
(a) (b)
Figura 2.40 - (a) e (b) Vista frontal de uma célula triaxial montade e vista superior da base da
célula triaxial (Barbosa, 2017).
59
Em função das condições de drenagem durante a aplicação dos esforços, podem-se ter os
ensaios dos tipos UU, CU e CD (Tabela 2.5).
Tabela 2.5 - Principais tipos de ensaios triaxiais (Elaborado pelo autor, 2017).
1ª Fase - 2ª Fase -
Nomenclatura final do ensaio
Confinamento Cisalhamento
U U UU - Unconsolidated Undrained ou Não Consolidado e Não Drenado
C U CU - Consolidated Undrained ou Consolidado e Não Drenado
C D CD - Consolidated Drained ou Consolidado e Drenado
As condições de drenagem durante as fases dos ensaios, podem ser explicitas na base da
célula triaxial (Figura 2.41-a e Figura 2.41-b).
Nos ensaios sem drenagem – indicados por UU (de “unconsolidated undrained”) – as tensões
σ3 e σ1 são aplicadas rapidamente e com a válvula fechada, de modo a impossibilitar a saída
da água intersticial da amostra. Nesse caso a amostra é apoiada sobre uma placa impermeável.
Finalmente, nos ensaios simbolizados por CU (de “consolidated undrained”) – a pressão σ3 é
aplicada lentamente, como no primeiro caso e a pressão σ1 rapidamente, tal como no segundo
caso; é uma variante dos ensaios precedentes. Nos ensaios com drenagem – representados
pelo símbolo CD (de “consolidated drained”) – ambas as tensões, σ3 e σ1, são aplicadas
lentamente e com a válvula aberta, de modo que a pressão neutra seja constantemente
desprezível. A água é expulsa através da placa porosa, de onde então é levada para o exterior.
O controle da variação da pressão neutra é feito por intermédio da bureta existente no
aparelho (Caputo, 1988).
60
A apresentação dos valores de resistência ao cisalhamento (τ), dentre outros, pode ser obtido
pelo critério de Morh-Coulomb, representado matematicamente pela equação 2.2.
τ = c + σ tg ϕ
Equação 2.2 - Resistência ao Cisalhamento (Barbosa, 2017)
Onde:
τ: resistência ao cisalhamento
c: parâmetro de coesão
σ: tensão normal
ϕ: parâmetro de ângulo de atrito
A determinação (τ) pode ser obtida ainda graficamente (Figura 2.42), onde no exemplo em
questão são apresentadas três envoltórias de ruptura em diferentes tensões (σ3), elevando-se
o (σ1) até a ruptura, destacando-se as três envoltórias de ruptura.
61
3 ASPECTOS LEGAIS
Fechamento é entendido como o momento, após o final da produção, que marca o término ou
encerramento das atividades de desativação de uma mina. A desativação é o período que tem
início pouco antes do término da produção mineral (encerramento) e se conclui com a
remoção de todas as instalações desnecessárias e a implantação de medidas que garantam a
estabilidade da área, incluindo a recuperação ambiental e programas sociais. Já a fase pós-
fechamento é o período após a completa implementação das medidas de desativação, no qual
são executadas ações como monitoramento, manutenção e programas sociais, visando atingir
os objetivos do fechamento (Sánchez et al., 2013).
Alguns autores, dentre eles Reis e Barreto (2001) e Oliveira Júnior (2001) preferem empregar
a terminologia “desativação de mina”, em lugar do termo fechamento de mina, caracterizando
este processo como uma das “fases da mineração” que tem como etapas que a compõe a
“desativação, a reabilitação, a manutenção e monitoramento e o pós-fechamento” (Flôres e
Lima, 2012). A Norma Reguladora de Mineração (NRM-20) (Brasil, 2001), utiliza o termo
fechamento de mina para designar a cessação definitiva das operações mineiras.
Para Guimarães (2012), o “fechamento” é uma etapa complexa do ciclo de vida de uma mina.
Isso se deve em função da quantidade de componentes envolvidos, com destaque para as
questões ambientais, socioeconômicas e culturais. A gestão de riscos no fechamento de mina
é uma técnica que permite a decisão mais adequada, pois reduz a possibilidade de que fatores
críticos no processo de decisão não sejam negligenciados e de que os riscos mais
significativos tenham um peso maior no planejamento do fechamento de uma mina.
O fechamento de mina – apesar de ainda não ser considerado por todas as empresas –
atualmente é compreendido como um processo que acompanha toda a vida produtiva do
empreendimento mineiro. Ele encerra as atividades de desativação e reabilitação das áreas
62
impactadas, marcando o início da fase de monitoramento e manutenção das medidas
implantadas (Flôres e Lima, 2012).
Flôres e Lima (2012) destacam ainda que o fechamento da mina pode assumir o caráter
parcial ou total. Pode ser permanente ou temporário. Assume o caráter parcial, quando se trata
do encerramento de uma frente de lavra (uma cava, bancadas, tiras), pilhas de estéril,
barragens de rejeitos e outras obras de apoio à produção. É total, quando se trata de
fechamento de toda a mina. Diz-se permanente, quando não há previsão de reabertura da mina
e é temporário, quando a empresa tem a perspectiva de retomar a produção.
63
k) Aptidão e intenção de uso futuro da área;
l) Conformação topográfica e paisagística levando em
consideração aspectos sobre a estabilidade, controle de erosões e
drenagens;
m) Relatório das condições de saúde ocupacional dos trabalhadores
durante a vida útil do empreendimento mineiro e
n) Cronograma físico e financeiro das atividades propostas.
Em seu item 20.4.2, a norma referência ainda que “Para toda mina que não tenha plano de
fechamento contemplado em seu Plano de Aproveitamento Econômico (PAE), a critério do
DNPM, fica o seu empreendedor obrigado a apresentar o referido plano conforme o item
20.4.1” (Brasil, 2001).
Para Flôres e Lima (2012), “[...] a NRM 20 é vaga e omissa no que se refere ao momento para
a apresentação do plano de fechamento e aos prazos para análise e manifestação do
Departamento Nacional de Produção Mineral e outros órgãos governamentais sobre o plano
apresentado.”
64
Figura 3.1 - Aplicação do arcabouço de Gestão de Rejeitos durante todo o Ciclo de Vida (The
Mining Association of Canada, 2011).
Barragem
65
Já a Deliberação Normativa nº 62, de 2002, da COPAM, que retrata sobre critérios de
classificação de barragens de contenção de rejeitos no Estado de Minas Gerais, estabelece em
seu Art. 1º, Inciso I. “que barragem é qualquer estrutura - barragem, barramento, dique ou
similar - que forme uma parede de contenção de rejeitos, de resíduos e de formação do
reservatório de água”.
66
A Norma NBR 13028, de 2006, que dispõe sobre elaboração e apresentação de projeto de
barragens para disposição de rejeitos, contenção de sedimentos e reservação de água, define
barragem como “qualquer estrutura que forme uma parede de contenção de rejeitos, para
sedimentos e/ou para formação do reservatório de água” (Associação Brasileira de Normas
Técnicas, 2006).
Descaracterização
Desativação
[...] uma barragem é considerada desativada caso ela não seja mais
utilizada para os propósitos de capacitar a acumulação ou desvio de
água (ou qualquer outra substância), ou se ela tiver sido removida ou
demolida”. O documento expõe ainda que “estruturas remanescentes,
após a desativação, não podem infligir um risco inaceitável à saúde e
segurança pública ou ao meio ambiente.
Desativação de barragem pode ser definido como remoção completa ou parcial da barragem,
ou uma mudança significativa na operação da mesma. No caso da desativação de barragens,
67
tal medida pode ser tomada de diferentes formas, dependendo da causa que o resultou. A
desativação pode se tomar de maneira total, parcial, abandono da estrutura ou sua completa
remoção (Pinto, 2010).
Para o caso específico das barragens, a Lei nº 12.334 de 2010, define em seu Art. 17°, que o
empreendedor deve manter organizado e disponível as informações e a documentação
referentes ao projeto, à construção, à operação, à manutenção, à segurança e, quando couber,
à desativação da barragem. A mesma legislação dispõe no Art. 18°, § 1°, que a barragem que
não atender aos requisitos de segurança nos termos da legislação pertinente deverá ser
recuperada ou desativada pelo seu empreendedor, e que a recuperação ou desativação deverá
ser objeto de projeto específico (Brasil, 2010).
A NBR 13028 recomenda que as barragens de empresas do setor mineral apresentem o plano
de desativação sempre que o uso futuro da área da barragem estiver definido e/ou houver
legislação específica (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2006). Contudo, é
importante mencionar que a referida norma não disciplina parâmetros geotécnicos a serem
adotados para a fase de fechamento. A única recomendação técnica realizada por essa norma
sobre a fase de desativação é referente ao dimensionamento do sistema extravasor que deve
ser projetado para amortecer Precipitação Máxima Provável (PMP) (Tonidandel, 2011).
68
3.3 NOVO CENÁRIO DA MINERAÇÃO COM FOCO PARA O FECHAMENTO DE
BARRAGEM
69
que estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens. A nova legislação expõe em
seu Art. 3°:
A nova legislação, irá abordar ainda, os critérios para desativação de barragens de rejeitos
(Brasil, 2017a).
70
3.3.5 Deliberação Normativa - FEAM
Dada a tramitação do projeto de lei que pode alterar a Lei nº 12.334, a proposta do órgão
ambiental pode ser publicada como deliberação normativa e se tornar uma instrução
normativa ou ainda uma nota técnica de orientação ao público.
71
4 ESTUDO DE CASO - ANÁLISE DA PERSPECTIVA PARA O FECHAMENTO
DA BARRAGEM CACHOEIRINHA
A barragem de rejeitos do Cachoeirinha, uma das unidades da Mina Pau Branco, teve sua
construção em 2004 com o maciço inicial divido em duas etapas. A primeira etapa, com cota
da crista na cota 1.356 m, e a segunda etapa, primeiro alteamento por jusante, elevou a crista
da barragem para 1.360,8 m no início de 2006. Em 2007, a barragem passou por dois
alteamentos sucessivos, sendo o primeiro para a cota 1.365,65 m e o segundo para a El.
1367 m. Posteriormente, novo alteamento foi realizado em 2009, com a crista da barragem
sendo alteada por jusante até a cota 1.375 m, e a estrutura alcançando 45 m de altura. A
Figura 4.1 apresenta a planta da barragem Cachoeirinha na elevação 1.375 m.
Figura 4.1 - Planta da barragem Cachoeirinha na El. 1375,00 m (Vallourec Mineração, 2014).
72
Na construção, o maciço de fundação foi investigado por meio de sondagens mistas, com
ensaios de SPT e ensaios de infiltração, além da coleta de amostras deformadas e
indeformadas para realização de ensaios laboratoriais (Vallourec Mineração, 2003).
73
Tabela 4.1 - Características da Barragem Cachoeirinha (Vallourec Mineração, 2014).
IDENTIFICAÇÃO
Nome da Estrutura Barragem Cachoeirinha
Proprietário Vallourec
Finalidade Contenção de rejeitos
Empresa Projetista Pimenta de Ávila Consultoria Ltda.
Etapa Atual Em operação do alteamento da Elev. 1375,0m
Classificação de acordo com
Classe C
a Lei n° 12.334 (20/09/2010)
Localização (Datum SAD69 - Coordenadas UTM (N) = 57.100,35
Coordenadas locais) Coordenadas UTM (E) = 11.924,14
INFORMAÇÕES GERAIS DO MACIÇO
Barragem Cachoeirinha Bar. de Partida Alt. para Jusante Alt. para Jusante Alt. para Jusante
Elevação da Crista (m) El. 1356,0 m El. 1366,0 m El. 1368,0 m El. 1375,0 m
Altura da Barragem (m) 26,0 36,0 38,0 45,0
Comprimento da Crista (m) 460,0 770,0 1220,0 1273,0
Seção Zonada (material oriundo do
“cutoff” e estéril compactado) com Seção Zonada (material oriundo do
Tipo de Seção
selo em material argiloso na face de “cutoff” e estéril compactado)
montante
Filtro vertical, Tapete drenante, Dreno
Filtro vertical, Tapete drenante e
Drenagem Interna de montante, Dreno de fundo e Dreno
Dreno de pé
de pé
74
4.4 O SÍTIO GEOLÓGICO
A geologia apresenta feição estrutural de dobras (ondulações), que possui disposição básicas
sinclinal (dobra com convexidade para baixo) e anticlinal (dobra com convexidade para
cima).
A mina Pau Branco está situada na porção ocidental do Quadrilátero Ferrífero, no flanco
ocidental do Sinclinal da Moeda, sendo a zona mineralizada situada na base da Formação
Cauê, sobrejazendo o filito da Formação Batatal.
Rosière et al. (2013) apresentam um mapa geológico regional, onde é possível observar o
entorno geológico da Mina Pau Branco. Gomes (2016) destaca que este trecho da Serra da
Moeda representa a aba normal ocidental do sinclinal da Moeda. A aba do sinclinal é
modelada pelas formações Moeda, Batatal, Cauê e Gandarela, na área da Figura 4.3. Tendem
a se orientar segundo N-S, mas tal arranjo simples é superposto por dobramento em “menor”
escala, de eixos orientados para leste e para sudeste, que se refletem na distribuição das
formações. Uma dessas dobras (anticlinal) “menores” de eixo apontando para leste aparece na
porção norte-central do mapa e a mudança na orientação das unidades são realçadas pela
Falha Cachoeirinha. Outra dobra “menor” aparece à sudeste da Mina Tutaméia e tem eixo
voltado para SE (aparentemente é um sinclinal). Da Mina Pau Branco para a margem superior
esquerda da Folha Lagoa Grande e ao sul de Pau Branco desenvolvem-se duas dobras
anticlinais, respectivamente, com um sinclinal entre elas.
75
Figura 4.3 - Mapa geológico regional da Mina Pau Branco (Modificado de Rosière et al.,
2013).
A Mina Pau Branco está inserida na porção sudoeste do Quadrilátero Ferrífero e a Empresa
extrai e beneficia três tipos de minérios de ferro: hematita, goethita e itabirito (Gomes, 2016).
As rochas da Mina Pau Branco pertencem aos Grupos Itabira e Caraça, Supergrupo Minas,
sendo que a zona mineralizada da Mina se situa na Formação Cauê, sobreposta ao filito da
formação Batatal (Rosière et al., 2013).
No decorrer dos anos a mineradora investiu em uma série de estudos de modelos geológicos
que permitiram aproveitamento dos corpos de itabiritos (pobres e ricos), em 2008, após
instalação de uma usina de tratamento de minério.
76
imagens da linha do tempo da estrutura. Com o passar dos anos, dada a necessidade de
alteamentos futuros para montante, a mineradora buscou novas alternativas para disposição do
rejeito e iniciou um projeto intitulado internamento como “barragem zero”, na qual os rejeitos
são espessados e filtrados para permitir a sua disposição em condição desaguada, sem a
necessidade de barragens. A Figura 4.5 expõe visão parcial do empreendimento em 2017.
Figura 4.5 - Visão parcial do empreendimento no ano de 2017 (CDE do Brasil Ltda. e
Vallourec Mineração, 2017).
77
4.6 DESCRIÇÃO DO PROJETO DE CO-DISPOSIÇÃO
Após inúmeros estudos para definir a melhor solução de disposição do rejeito de ferro da
Mina Pau Branco, a Vallourec Mineração, decidiu pela implantação de uma instalação de
desaguamento de rejeitos. Gomes (2016) descreveu os testes realizados para dimensionar a
instalação, que entrou em operação em novembro de 2015.
O projeto com iniciativa inovadora, permitiu a construção de uma usina de rejeito filtrado,
que produz rejeito na forma de “torta”, a partir do rejeito total (polpa) oriundo da usina de
beneficiamento de minério de ferro. Este rejeito filtrado, apresenta teor de umidade menor que
o rejeito convencional tipo polpa, podendo ser comparado a um solo natural. A umidade
obtida no processo, da ordem de 20% permite a técnica de empilhamento drenado, ou Dry
Stack.
A adoção da medida de empilhamento drenado na Mina Pau Branco, apresentou-se como uma
solução técnica e econômica de grande eficácia, garantiu uma nova forma de disposição do
rejeito e eliminou a necessidade de utilização da barragem de rejeitos do Cachoeirinha. A
Figura 4.6 demonstra a operação de empilhamento do rejeito seco na Mina Pau Branco em
2016.
Figura 4.6 - Operação de empilhamento do rejeito seco na Mina Pau Branco em 2016
(Gomes, 2016).
78
4.6.1 A Instalação de Tratamento de Minérios (ITM)
< 100mm
BR-01
<100 >37,0mm
PE-01 < 37 mm BR-02
Conc.
Rej.
Tanque
Condicionador
Sinter
Feed
Concentrador de Rejeito
Baixa/Média
Conc. Intensidade - Tambor
Espessador campo 5.000Gauss
Conc.
Rej.
Conc.
Rej.
Rejeito
79
O Run of Mine (ROM) é direcionado para o britador primário, que reduz o minério em
partículas de tamanho inferior a 100 mm. Em seguida, o minério passa pelas peneiras
primárias, que assim como as demais possuem dois decks.
O primeiro deck dessas duas peneiras é de 37 mm, cujo material retido no primeiro deck, é
encaminhado ao britador secundário. Após a cominuição no britador secundário, o minério
passa por peneiras secundárias, onde a primeira tela, de 12 mm, classifica o retido em Natural
Pellet Ore (NPO). O retido no segundo deck (menor que 12 mm) é direcionado para as
peneiras terciárias.
O passante das telas de 1,0 mm situadas na parte inferior de todas as peneiras passa por
processos de concentração magnética. Esse processo se inicia com oito tambores magnéticos
de média intensidade (aproximadamente 5.000 Gauss), o concentrado destes é separado, e o
rejeito segue para um carrossel denominado SM 05, que possui GAP de 3,8 mm e campo de
aproximadamente 10.000 Gauss. O concentrado deste é adicionado ao dos tambores e o
rejeito passa por processo de ciclonagem para adensamento e posterior alimentação do
carrossel SM 04, que possui GAP de 2,5 mm e campo de aproximadamente 11.000 Gauss. O
concentrado deste também é adicionado aos demais e o rejeito segue para outros dois
carrosséis, os SM’s 02 e 03, com GAP de 2,5 mm e campo de 12.000 Gauss. O concentrado
destes, juntamente com os concentrados anteriores é encaminhado à hidrociclones e peneiras
desaguadoras, que retiram a água excessiva e fecham o processo, gerando uma pilha drenada
do Produto Pellet Feed.
80
desses filtros também é composta pelo material proveniente dos espessadores da ITM. A água
recuperada é recirculada e reaproveitada na planta de beneficiamento.
4.7.1 Sondagens
81
Com exceção do furo SM-20 (Figuras 4.8 (a) a (g)), as demais investigações, por terem sido
realizadas anteriormente a concepção do projeto, não atingiram maiores profundidades,
tornando assim pouco representativas em relação ao projeto final da pilha, servindo neste
estudo, exclusivamente para conhecimento do solo regional. Através da sondagem realizada,
foi possível obter os índices de resistência do solo através do método SPT e a classificação
tátil visual das camadas atravessadas pelo equipamento, o que possibilitou a realização do
perfil geológico do material. O Apêndice F, apresenta detalhadamente os resultados obtidos
na sondagem mista SM-20, com apresentação do perfil individual.
82
(e) Prof. 53,90-57,67 m
O furo de sondagem avaliado, demonstra que inicialmente o solo do aterro possui designação
de consistências e granulometrias variadas, passando posteriormente para um solo classificado
como residual de boa consistência e saprólito (região de transição entre solo e rocha). Os
resultados de todos os parâmetros obtidos nas investigações de campo por meio da sondagem,
servirão ainda para subsidiar futuros estudos envolvendo a elaboração das seções geológico-
geotécnicas e posterior análise de estabilidade dos materiais, não objetivados nesta
dissertação.
Para composição do estudo de caso desta dissertação, foram realizadas coletas de quatro
amostras distintas presentes em campo (Tabela 4.3), que em função da sua predominância,
representam inicialmente os materiais da pilha de co-disposição de estéreis e rejeitos.
83
Tabela 4.3 - Identificação dos materiais coletados (Elaborado pelo autor).
Materiais Tipo de coleta (amostra)
Rejeito Filtrado Indeformada
Rejeito Peneirado Deformada
Estéril de itabirito pobre Deformada
Estéril de itabirito compacto Deformada
Figura 4.9 - Exemplo de disposição dos materiais em campo (Acervo do autor, 19 jul. 2016).
84
Figura 4.10 - Equipamento EvoWash (Vallourec Mineração, 2016a)
Figura 4.11 - Vista geral do sistema de desaguamento e filtragem dos rejeito (Adaptado de
Vallourec Mineração, 2016b).
85
Figura 4.12 - Exemplo da codisposição de rejeitos em campo (Acervo do autor, 19 jul. 2016).
A coleta da amostra indeformada (Figura 4.13) seguiu inicialmente com a escavação do solo
até a identificação visual de uma lente do rejeito filtrado no local de disposição; talhagem do
bloco quadrado, com dimensões aproximadas de 30 cm x 30 cmx 30 cm e posterior selagem
da amostra com parafina e acondicionamento em caixa de madeira contendo serragem,
cuidando para a correta preservação da granulométrica, constituição mineralógica, estrutura e
teor de umidade até o momento de realização dos ensaios no laboratório.
Figura 4.13 - Abertura de trincheira para coleta da amostra indeformada (Acervo do autor, 27
jun. 2016).
86
4.7.4 Ensaios de laboratório
Após a coleta dos materiais em campo, foram realizados ensaios de laboratório (vide
fluxograma - Figura 4.14), que visaram a caracterização e a qualificação das propriedades
geotécnicas no que diz respeito principalmente à percolação e resistência dos diferentes
materiais constituintes da pilha Cachoeirinha. As Figuras 4.15 a 4.17, apresentam a disposição
das amostras deformadas no laboratório, já em fase de preparação para execução dos ensaios.
Figura 4.14 - Fluxograma dos ensaios realizados nas amostras deformadas e indformada
(Elaborado pelo autor, 2017).
(a) (b)
Figura 4.15 - (a) e (b) Amostra estéril itabirito compacto (Vallourec Mineração, 2015a).
87
(a) (b)
Figura 4.16 - (a) e (b) Amostra estéril itabirito pobre (Vallourec Mineração, 2015a).
(a) (b)
Figura 4.17 - (a) e (b) Amostra rejeito peneirado (Vallourec Mineração, 2015a).
Tabela 4.4 - Ensaios executados nos materiais componentes da pilha (Elaborado pelo autor,
2017).
Amostra GC LL LP w s PN K TRX
Rejeito Filtrado 1 1 1 1 1 1 1 1
Rejeito Peneirado 1 1 1 1 1 1 6 6
Estéril de Itabirito Pobre 1 1 1 1 1 1 6 6
Estéril de Itabirito Compacto 1 1 1 1 1 1 0 0
Total Geral 4 4 4 4 4 4 13 13
88
filtrado”, em função da amostra ter sido coletada na forma indeformada e para a amostra de
“estéril de itabirito compacto”, dado o alto percentual de material grosso.
- Amostra de
"Estéril de Grau de • Umidade ótima - 2%
itabirito compactação = • Umidade ótima
pobre" 98% • Umidade ótima + 2%
Caracterização geral
A caracterização geral das amostras foi realizada através dos ensaios de granulometria
NBR 7181 (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1984b), umidade natural NBR 6457
(Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1986a), peso específico dos sólidos NBR 6508
(Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1984a) e compactação realizada com energia
normal NBR 7182 (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1986b). Os resultados destes
ensaios são apresentados na Tabela 4.5.
Tabela 4.5 - Resultado dos ensaios - Caracterização Geral (Elaborado pelo autor, 2017)
Granulometria (%) Compactação
s
Materiais w (%) LL LP d
Argila Silte Areia Pedregulho (g/cm3) wót. (%)
(kN/cm3)
Rejeito filtrado 22 72 6 0 21,7 NL NP 3,752 - -
Rejeito peneirado 3 39 56 2 1,1 NL NP 3,751 11,2 18,83
Estéril de itabirito pobre 8 43 27 22 4,0 NL NP 3,308 12,3 20,79
Estéril de itabirito compacto 2 10 9 79 4,7 NL NP 4,047 5,8 23,56
89
Figura 4.19 - Curva granulométrica dos materiais (Adaptado de Vallourec Mineração, 2015a).
O resultado da análise granulométrica, aponta baixo teor da fração de argila, para o rejeito
peneirado, sendo possível a classificação do material como areia siltosa e o rejeito filtrado
aponta maior percentual de argila em relação ao rejeito peneirado, permitindo a classificação
deste material como silte argilo-arenoso. Já o estéril de itabirito compacto apresenta alto
percentual da fração de pedregulho com pouco percentual de silte e areia. E o último material,
estéril de itabirito pobre, pode ser classificado como silte areno-argiloso com presença de
pedregulho. Analisando ainda os coeficientes de não uniformidade e o coeficiente de
curvatura dos ensaios, observa-se que o rejeito peneirado pode ser classificado como um solo
uniforme e bem graduado, já os estéreis, apresentando-se como solos não uniformes e mal
graduados.
Em relação aos ensaios de limites, observa-se que nenhum dos materiais apresentam nenhum
limite de liquidez ou de plasticidade, dada a característica dos materiais. O rejeito filtrado,
possui determinado teor de argila, porém não suficiente para promover nenhum índice de
plasticidade, tornando-se inexequível a utilização da carta de plasticidade, idealizada por
Arthur Casagrande.
90
(Figura 4.20-a e Figura 4.20-b). Nos resultados pode se observar a tendência de aumento do
d e redução do wót para os materiais mais granulares, que apresentam curvas típicas de solos
não coesivos, com curvas de compactação pouco definidas. Em relação a estrutura dos solos
compactados, não foram realizados ensaios com variação da energia de compactação.
(a)
(b)
Figura 4.20 - (a) e (b) Resultados dos ensaios de compactação para as amostras de estéreis e
rejeito (Elaborado pelo autor, 2017).
Permeabilidade
Para o ensaio de permeabilidade, o corpo de prova (CP) da amostra indeformada foi talhado
do bloco coletado. Já os CP’s das amostras deformadas, foram compactados no grau de
compactação equivalente a 95% e 98% em relação ao Proctor Normal e nas umidades: ótima -
2%, ótima e umidade ótima +2%.
91
As amostras foram montadas em permeâmetro de carga variável, ficando entre filtros de
pedrisco e geotêxtil no topo e na base, preenchidos com bentonita amolgada nos espaços
livres. Após a fase de saturação, necessária para saturação dos corpos de prova, os ensaios
foram iniciados com a medida da permeabilidade. Os resultados dos ensaios de
permeabilidade, são apresentados na Tabela 4.6.
Tabela 4.6 - Resultado dos ensaios de permeabilidade (Elaborado pelo autor, 2017).
Condição de moldagem
Materiais k (cm/s2)
Grau de compactação (%) Umidade (%)
wót. - 2% 2,60E-04
98 wót. 3,50E-04
wót.+ 2% 7,40E-04
Rejeito Peneirado
wót. - 2% 4,40E-04
95 wót. 3,10E-04
wót.+ 2% 5,20E-04
wót. - 2% 1,50E-05
98 wót. 1,80E-05
wót.+ 2% 1,20E-05
Estéril de itabirito pobre
wót. - 2% 1,20E-05
95 wót. 2,00E-05
wót.+ 2% 8,30E-06
Rejeito Filtrado - - 2,53E-07
92
(a)
(b)
Figura 4.21 - (a) Resultados dos ensaios de permeabilidade da amostra de rejeito peneirado e
(b) estéril de itabirito pobre (Elaborado pelo autor, 2017).
Resistência ao cisalhamento
Dada a vantagem de medição da poropressão, para este estudo, foi escolhido o ensaio de
compressão triaxial CU (adensado e não-drenado), na condição saturado, para obtenção dos
parâmetros de resistência ao cisalhamento. Os corpos-de-prova (CP’s) para execução dos
ensaios triaxiais foram obtidos através da talhagem da amostra indeformada (rejeito filtrado).
Já os CP’s das amostras deformadas (rejeito peneirado e estéril de itabirito pobre), foram
reconstituídos a partir de valores de densidade e umidades, já conhecidos anteriormente
através do ensaio de Proctor. Os corpos de prova foram compactados em molde tripartido com
dimensões médias conhecidas e grau de compactação equivalente a 95% e 98% em relação ao
Proctor Normal e nas umidades: ótima -2%, ótima e umidade ótima +2%. Após obtenção dos
CP’s, as amostras foram submetidas as fases de saturação, com o objetivo de eliminar o
volume de vazios do solo. Na etapa de saturação por percolação, houve a aplicação das
93
pressões de 5 kPa e 10 kPa, interna e externamente aos CP’s, respectivamente, num intervalo
médio 24 h. Já na etapa de saturação por contrapressão, foram realizados incrementos de
pressão interna e externa nos CP’s em intervalos médios de 1:30 h, até a tensão confinante
máxima de 400 kPa. Em seguida, após a saturação, foi iniciado o ensaio traixial CUsat, com a
fase de consolidação nas tensões de adensamento de 100, 200, 400 e 800 kPa, estas foram
aplicadas às amostras, havendo a determinação da variação de seus volumes, em função do
tempo. E, posteriormente, na fase de cisalhamento, os corpos de prova foram comprimidos
numa prensa a uma velocidade constante de 0,09 mm/min, até que obtivesse deformação de
15 a 20 %.
Os resultados são apresentados através das curvas de trajetórias de tensões efetivas dos
materiais, bem como curvas de tensão (σ) x deformação (τ) e poropressão (u) x deformação
(τ) As variações do teor de umidade, são apresentados nas figuras por cores, sendo
discriminados em cor preta, amostras cujos ensaios foram realizados na umidade ótima menos
dois porcentos (wót. -2%), em cor azul, amostras cujos ensaios foram realizados na umidade
ótima (wót.) e em cor vermelha, amostras cujos ensaios foram realizados na umidade ótima
mais dois porcentos (wót. +2%). Em cor marrom são apresentados os resultados do ensaio
triaxial realizado na amostra indeformada de rejeito filtrado. Os ensaios de resistência a
compressão triaxial das amostras de rejeito peneirado com GCP = 98% (Figura 4.22 e Figuras
4.23-a e 4.23-b) e GCP = 95% (Figura 4.24 e Figuras 4.25-a e 4.25-b) são apresentados na
sequência.
800
600
400
q (kPa)
200
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
p (kPa)
Figura 4.22 - Curva de trajetória de tensões efetivas - Rejeito peneirado - GCP = 98% (Dados
compilados pelo autor, 2017).
94
(a) (b)
Figura 4.23 - (a) Curva de tensão x Deformação e (b) Curva poropressão x Deformação -
Amostra de rejeito peneirado - GCP = 98% (Dados compilados pelo autor, 2017).
600
400
q (kPa)
200
0
0 200 400 600 800 1000 1200
p (kPa)
Figura 4.24 - Curva de trajetória de tensões efetivas - Rejeito Peneirado - GCP = 95% (Dados
compilados pelo autor, 2017).
(a) (b)
Figura 4.25 - (a) Curva de tensão x Deformação e (b) Curva poropressão x Deformação -
Amostra de rejeito peneirado - GCP = 95% (Dados compilados pelo autor, 2017).
95
Os resultados dos ensaios triaxiais das amostras de rejeito peneirado, demonstram coesão
nula, coerente com as características do material e ângulo de atrito pouco mais elevados para
as amostras compactadas com GCP = 98%, quando comparados com as amostras
compactadas com GCP = 95%. Este fato pode ser atribuído devido ao aumento do
embricamento atribuído a partícula sólida do solo e consequente redução do índice de vazios
impelido pela compactação. Além disso, pode se observar que as amostras apresentaram ainda
o fenômeno de baixa sucção para as primeiras tensões de ensaios. Entretanto, os resultados
finais não se apresentam com grandes variações em termos de parâmetros de coesão e ângulo
de atrito.
Os ensaios de resistência a compressão triaxial das amostras de estéril de itabirito pobre com
GCP = 98% (Figura 4.26 e Figuras 4.27-a e 27-b) e GCP = 95% (Figuras 4.28 e Figuras 4.29-
a e 29-b) são apresentados a seguir.
1000
800
600
q (kPa)
400
200
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
p (kPa)
Figura 4.26 - Curva de trajetória de tensões efetivas - Estéril de itabirito pobre - GCP = 98%
(Dados compilados pelo autor, 2017).
(a) (b)
Figura 4.27 - (a) Curva de tensão x Deformação e (b) Curva poropressão x Deformação -
Amostra de esteril de itabirito pobre - GCP = 98% (Dados compilados pelo autor, 2017).
96
800
q (kPa) 600
400
200
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
p (kPa)
Figura 4.28 - Curva de trajetória de tensões efetivas - Estéril de Itabirito Pobre - GCP = 95%
(Dados compilados pelo autor, 2017).
(a) (b)
Figura 4.29 - (a) Curva de tensão x Deformação e (b) Curva poropressão x Deformação -
Amostra de estéril de itabirito pobre - GCP = 95% (Dados compilados pelo autor, 2017).
Os resultados dos ensaios triaxiais das amostras do estéril de itabirito pobre, demonstram
parâmetros de coesão um pouco mais elevados para as amostras compactadas com GCP =
98%, quando comparados com as amostras compactadas com GCP = 95% e ângulo de atritos
praticamente iguais. Além disso, pode se observar que as amostras apresentaram ainda o
fenômeno de sucção para a maioria das primeiras tensões aplicadas nos CP’s. Observa-se
ainda, comportamentos atípicos para algumas tensões de ensaios, porém apesar disso, os
resultados finais com GCP = 98% e GCP = 95% em relação ao Proctor Normal e diferentes
ensaios com variação do teor de umidade ótimo, não se apresentaram com grandes variações
em termos de parâmetros de coesão e ângulo de atrito.
97
O ensaio de resistência a compressão triaxial da amostra indeformada de rejeito filtrado, é
apresentada abaixo (Figura 4.30 e Figuras 4.31-a e 4.31-b).
Figura 4.30 - Curva de trajetória de tensões efetivas - Rejeito peneirado (Dados compilados
pelo autor, 2017).
(a) (b)
Figura 4.31 - (a) Curva de tensão x Deformação e (b) Curva poropressão x Deformação -
Amostra de rejeito filtrado (Dados compilados pelo autor, 2017).
Observa-se que apesar da amostra ser de “rejeito”, o material apresenta determinado teor de
argila, apresentando características de resistências típicas de solos siltosos.
Em geral, plotando todos as curvas de trajetória de tensões efetivas para corpos de prova
compactados com de GCP = 95% e 98%, bem como condições de umidades diferenciadas,
pode-se avaliar intervalos mínimos e máximos para as amostras de estéril de itabirito pobre
(Figura 4.32-a) e rejeitos peneirado e filtrado (Figura 4.32-b), tarjados em cor amarela.
98
(a) (b)
Figura 4.32 - Variação dos intervalos mínimos e máximo das curvas de trajetória de tensões
efetivas para as amostras de esteril de itabirito (a) pobre e (b) rejeitos (Dados compilados pelo
autor, 2017).
O Apêndice G apresenta fotos dos equipamentos e execução dos ensaios realizados para o
estudo de caso desta dissertação.
99
5 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS
100
de permeabilidade, devido ao alto percentual de pedregulho, indicado pelo ensaio de
granulometria como 79%. Um destaque especial pode ser dado ainda para a amostra de rejeito
filtrado, que não se apresentou com características unicamente de material arenoso, mas como
característica de solo silto-argiloso, o que favorece o material em relação a permeabilidade e
resistência. Salienta-se ainda, que foram observados alguns resultados atípicos para algumas
tensões de ensaios triaxiais, porém sem comprometimento do resultado em função dos ensaios
terem sido realizados em série de quatro corpos de prova. Acrescenta-se que os resultados das
investigações geotécnicas de laboratório através dos ensaios de resistência, foram obtidas
conforme interpretação pessoal do autor, sendo susceptível, outras perspectivas de análises.
Isto posto, avaliando o contexto geral dos ensaios realizados, tem-se que inicialmente não são
observadas características que possam inviabilizar ou impedir a utilização dos materiais no
projeto. Faz-se importante destacar que esta dissertação não conclui o projeto de co-
disposição, sendo este considerado apenas parte de um estudo preliminar de caráter
acadêmico.
101
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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102
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(DNPM). Portaria nº 526, de 09 dezembro de 2013. Estabelece a periodicidade de atualização
e revisão, a qualificação do responsável técnico, o conteúdo mínimo e o nível de
detalhamento do Plano de Ação de Emergência das Barragens de Mineração (PAEBM),
conforme art. 8°, 11 e 12 da Lei n° 12.334, de 20 de setembro de 2010, que estabelece a
Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB), e art. 8º da Portaria nº 416, de 3 de
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104
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105
GOMES, R. C. Mecânica dos Solos – Introdução a engenharia geotécnica. 2015a. 63 p.
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<http://www.wise-uranium.org/mdaf.html>. Acesso em: 21 jul. 2016.
110
APÊNDICE A - Checklist para desativação e fechamento de instalações de contenção de
rejeitos
AÇÃO DE GESTÃO
1 POLÍTICA E COMPROMISSO
Desativar e fechar a instalação de rejeitos de modo que todas as estruturas permaneçam estáveis, com todos os
sólidos e água administrados dentro das áreas designadas, e que todos os aspectos de gestão de rejeitos
atendam aos requisitos regulatórios e as boas práticas de engenharia, padrões da empresa, os princípios
norteadores MAC TSM, o arcabouço de gestão de rejeitos MAC e os compromissos com as comunidades de
interesse.
Assegurar que o arcabouço de gestão de rejeitos seja implementado através de ações de todos os funcionários
que trabalharam na instalação
Consultar as comunidades de interesse, levando em conta as suas considerações sobre a desativação e
fechamento da instalação de rejeitos
Estabelecer um programa contínuo de revisão e melhoria contínua a fim de administrar os riscos de saúde,
segurança e meio ambiente ligados
2 PLANEJAMENTO
2.1 PAPÉIS E RESPONSABILIDADES
Designar a responsabilidade pela prestação de contas da gestão de rejeitos a um diretor executivo da
empresa (CEO ou Diretor de Operações), responsável pela implementação de uma estrutura de gestão
adequada e por garantir à empresa e suas comunidades de interesse que as instalações de rejeitos sejam
administradas de forma responsável
Designar responsabilidades e autoridade orçamentária pela gestão dos rejeitos
Definir os papéis, responsabilidade e relações de subordinação para a desativação e fechamento da
instalação de rejeitos, com descrições de função e os devidos organogramas, inclusive.
Gestão do local
Plano de fechamento
Obtenção e manutenção de aprovações
Desativação e fechamento
Cuidado e manutenção a longo prazo
Proteção ambiental, saúde e segurança
Preparação e resposta a emergência
Suporte contínuo de especialistas
Documentação, inclusive mudanças no projeto e gestão
Suporte contínuo de especialistas
Garantir sustentação financeira
Comunicação interna e com as comunidades de interesse sobre:
- Plano de fechamento
- Questões de desempenho de rotina
- Preparação para emergências
- Conformidade e ou notificação de acidentes
2.2 OBJETIVOS
Desenvolver critérios e procedimentos para garantir que a desativação e fechamento da instalação rejeitos:
- Tenham conformidade com o projeto
- Fornecer proteção contínua ao meio ambiente e à saúde e segurança públicas
- Reduzem os impactos ambientais negativos
Atendam aos requisitos regulatórios, objetivos de utilização de solo, compromissos de garantia financeira,
políticas e padrões da empresa, boas práticas ambientais e de engenharia e compromisso com as
comunidades de interesse
Permitam a devolução ou transferência da terra para outro uso, de acordo com os objetivos regionais de uso
do solo ou usos aprovados, fornecendo cuidado e manutenção de longo prazo
Assegurem a estabilidade dos rejeitos, barragens, instalações e estruturas relacionadas a longo prazo
Definir procedimentos para a comunicação entre a equipe de construção, a gerência e as comunidades de
interesse
Identificar as necessidades de documentação
Identificar as necessidades de conhecimento e habilidades (conscientização, treinamento e competência)
111
Planejar a desativação e fechamento e avaliar os documentos de projeto, requisitos regulatórios, plantas de
construção as-built, planos conceituais de desativação e fechamento, avaliação ambiental e compromissos
com as comunidades de interesse
Preparar, analisar e atualizar regularmente um manual de operação, manutenção e supervisão para a
instalação: (como referência: a guia complementar da MAC, Desenvolvendo um Manual de Operação,
Manutenção e Supervisão para instalações de Gestão de Rejeitos e Água), incluindo:
- Plano de equilíbrio e gestão hídrica
- Plano de qualidade de água
- Plano de manutenção para dispositivos mecânicos, eletrônicos e obras de construção civil
- Plano de emissão de contaminantes
- Plano de monitoramento e controle ambiental
- Plano de monitoramento da estabilidade da barragem
- Programa de calibração para instrumentação chave
- Plano de preparação e resposta a emergências
- Plano de desativação e fechamento
- Cronograma do trabalho de reabilitação para instalações que não são mais necessárias
Revistar o plano aprovado de desativação e fechamento a fim de:
- Identificar e avaliar impactos ambientais em potencial que possam ser causados pela implementação do
fechamento
- Identificar e avaliar novas preocupações ambientais que se tornaram aparentes desde a aprovação do
plano.
- Avaliar tecnologia alternativa para o fechamento
- Revisar o desempenho de reabilitação progressivo até o mesmo
2.3 GESTÃO PARA CONFORMIDADE
Compilar e manter um registro de toda a legislação aplicável, bem como regulamentos, licenças e
compromissos
Garantir que a legislação aplicável, bem como regulamentos, licenças e compromissos sejam bem
compreendidos
Garantir que as ações necessárias para assegurar conformidade sejam bem entendidas
Estabelecer e documentar processos e procedimentos para garantir conformidade
Estabelecer procedimentos para reportar conformidade e não conformidade
Comunicar a todos os funcionários os requisitos, processos e procedimentos para assegurar conformidade
2.4 GESTÃO DE RISCOS
Preparar e atualizar periodicamente uma avaliação de riscos abrangente para a desativação e fechamento da
instalação, a fim de:
- Avaliar os riscos associados aos possíveis gatilhos e modos de falha
- Identificar possíveis impactos sobre o meio ambiente, saúde e segurança pública
- Determinar os parâmetros operacionais que podem afetar negativamente os gatilhos e modos de falhas
Desenvolver:
- Planos de gestão de risco para minimizar a possibilidade de impactos adversos nas áreas de segurança e
meio ambiente
- Planos de contingência
- Planos de preparação e resposta a emergência
Incluindo:
- Estratégias de controle para a gestão dos riscos identificados e / ou reavaliação do projeto
- Identificação dos limites para desencadear a implementação de planos de contingência e planos de
resposta a emergências
- Procedimentos de comunicação
2.5 GESTÃO DE MUDANÇAS
Preparar e documentar os procedimentos para assegurar que a integridade do sistema de gestão e os
projetos e planos aprovados sejam mantidos pela gerência
Mudanças de pessoal, funções e responsabilidades
Mudanças, inclusive mudanças temporárias, nos planos e procedimentos aprovados
Mudanças nos requisitos regulatórios
2.6 RECURSOS E PROGRAMAÇÃO
Identificar as necessidades orçamentárias e garantir os recursos humanos e financeiros adequados para o
fechamento da instalação, inclusive
Operações, manutenção e supervisão
Inspeção, revisão, auditoria e avaliação
Garantia financeira
112
Desenvolver um cronograma de desativação e fechamento da instalação
2.7 PREPARAÇÃO E RESPOSTA E EMERGÊNCIAS
Desenvolver e manter planos de preparação e resposta a emergências, a fim de identificar possíveis
acidentes e emergências, responder a essas situações e prevenir e reduzir os impactos ambientais e de
segurança associados às emergências no local e fora dele.
Estabelecer procedimentos para revisão periódica, testes e distribuição de planos de preparação e resposta a
emergências dentro da organização e às partes externas potencialmente afetadas
3 IMPLEMENTANDO O PLANO
3.1 CONTROLE DO FECHAMENTO
Reunir uma equipe qualificada e designar responsabilidades pela desativação e fechamento das instalações
de rejeitos
Obter aprovações e licenças
Implementar um controle de gestão a fim de:
- Aplicar o manual de operação, manutenção e supervisão para a desativação e fechamento da instalação
- Garantir conformidade com as especificações e planos de projeto, práticas ambientais e de engenharia
adequadas, gestão de riscos, Princípios Norteadores MAC TSM, arcabouço de gestão de rejeitos MAC e
compromissos com as comunidades de interesse
- Garantir conformidade com a legislação, regulamentação licenças e compromissos
- Gerenciar riscos
- Gerenciar mudanças
Identificar, avaliar o impacto e documentar desvios dos planos, procedimentos, cronogramas e orçamentos
aprovados e assegurar que as alterações sejam submetidas a processos de aprovação adequados
Implementar e testar periodicamente os planos de contingência e os planos de preparação e resposta a
emergências.
3.2 CONTROLE FINANCEIRO
Estabelecer um orçamento e controles financeiros
Obter aprovação do orçamento para a desativação e fechamento
Monitorar os custos operacionais e de capital em relação ao orçamento
Monitorar os custos reais e os orçamentos atualizados para fins de garantia financeira do fechamento da
instalação.
3.3 DOCUMENTAÇÃO
Preparar, manter, revisar periodicamente e analisar os documentos necessários para a desativação e
fechamento da instalação de rejeitos
Manter versões atualizadas de todos os documentos em locais designados e de fácil acesso, inclusive:
- Licenças, autorizações e outros requisitos regulatórios
- Planos de desativação e fechamento
- Documentos apresentados e recebidos das agências reguladoras
- Manual de operação, manutenção e supervisão
- Registros de treinamentos realizados
- Relatórios de controle de qualidade, fotos, vídeos, etc.
- Monitoramento de resultados e análises
- Condições não usuais ou especiais
- Condições encontradas
- Desenhos e registros as-built
- Relatórios de progresso e análises
- Alterações no projeto e nos planos operacionais, de desativação e fechamento da instalação de rejeitos
- Comunicações com as comunidades de interesse
Desativar e remover imediatamente e arquivar as versões antigas dos documentos
3.4 TREINAMENTO, CONSCIENTIZAÇÃO E COMPETÊNCIA
Contratar pessoal qualificado
Assegurar que todo o pessoal entenda:
- A intenção do projeto de desativação e fechamento
- Os parâmetros e procedimentos operacionais, de manutenção e supervisão
- Potenciais riscos dos impactos do trabalho à saúde, à segurança e ao meio ambiente
- Medidas apropriadas para minimizar riscos e impactos
Identificar as necessidades de treinamento, realizar o treinamento adequado e manter registros de todos
treinamentos realizados
3.5 COMUNICAÇÕES
Implementar procedimentos de comunicações documentados
Entre o pessoal de rejeitos
113
Com a gerência
Com as comunidades de interesse
4 VERIFICAÇÃO E AÇÃO CORRETIVA
4.1 VERIFICAÇÃO
Além do monitoramento e das inspeções de rotina, realizar a inspeção periódica das ações de desativação e
fechamento para garantir atendimento aos requisitos regulatórios e conformidade com os objetivos, planos
e compromissos do projeto.
Realizar a revisão periódica da instalação de rejeitos a fim de:
- Verificar os pressupostos do projeto comparados às condições e ao desempenho atuais
- Revisitar ou atualizar os projetos os projetos e / ou planos de fechamento
- Reavaliar os riscos posteriores
- Atualizar a avaliação de riscos
- Avaliar a necessidade de mudanças ou atualizações nos planos de gestão de riscos, planos de
contingência, planos de preparação e resposta a emergências
- Realizar avaliações e auditorias periódicas de todo o sistema de gestão de rejeitos
- Documentar e reportar imediatamente ao responsável quaisquer observações e recomendações
provenientes das revisões, auditorias e avaliações, identificando especificamente os itens que necessitam de
ação corretiva.
4.2 AÇÃO CORRETIVA
Desenvolver e implementar planos de ação para tratar dos itens que necessitam de ação corretiva, incluindo
mudanças nos programas de inspeção e revisão após mudanças nos parâmetros de projeto ou dos
parâmetros de projeto ou dos parâmetros operacionais básicos
Documentar a conclusão das ações corretivas
5 REVISÃO ANUAL DE GESTÃO DE REJEITOS PARA FINS DE MELHORIA CONTÍNUA
Realizar uma revisão anual da gestão de rejeitos a fim de:
- Avaliar o desempenho do sistema de gestão de rejeitos, considerando os relatórios de inspeção, auditoria
e avaliação, as circunstâncias que se alteram, o monitoramento de resultados, vazamentos e outros
incidentes e as recomendações e o compromisso com a melhoria contínua
- Avaliar a adequação contínua e a necessidade de mudanças nas políticas e objetivos e no desempenho do
sistema de gestão de rejeitos
- Tratar da necessidade de mudanças nos compromissos com as comunidades de interesse
- Reportar as observações e conclusões desta revisão anual da gestão de rejeitos ao executivo responsável.
Fonte: The Mining Association of Canada (2011).
114
APÊNDICE B - Modelo do formulário de descaracterização de barragem
Reconheço que tenho conhecimento que a descaracterização e descadastramento dessa estrutura, não exime o empreendimento e seus responsáveis legais
pelo cumprimento das demais obrigações ambientais.
Declaro sob as penas da lei que as informações prestadas são verdadeiras e que estou ciente de que a falsidade na prestação dessas informações contitui
crime, na forma do art. 299, do código penal (pena de reclusão de 1 a 5 anos e multa), c/c art. 3º da lei de crimes ambientais, c/c art. 19, §3°, item 5, do
Decreto n° 39.424/98, c/c art 19 da resolução CONAMA n° 237/97.
____________________________________________________
___________ _________ __________
Nome do Responsável Técnico pelo empreendimentoAssinatura Data ART
115
APÊNDICE C - Modelo do ofício de descadastramento e descaracterização de
barragem, barramento ou dique no banco de declarações ambientais
OF. nº 1
Brumadinho, 30 de julho de 2018
Atenciosamente,
Responsável pelo empreendimento
Vallourec Mineração
À
Gerencia de Resíduos Sólidos Industriais e da Mineração
Cidade Administrativa Tancredo Neves
Rodovia João Paulo II, 4143 – Edifício Minas – 1° andar – Bairro Serra Verde
Telefone: (31) 3915-1133 – Cep: 31.630-900 – Belo Horizonte/MG
Fonte: Adaptado de Fundação Estadual do Meio Ambiente (2018).
116
APÊNDICE D - Modelo da matriz de classificação de barragens para disposição de
resíduos e rejeito
DATA 18/08/2014
MÉDIO 35 a 60
BAIXO < = 35
(*) Pontuação (10) em qualquer coluna de Estado de Conservação (EC) implica automaticamente CATEGORIA DE
RISCO ALTA e necessidade de providencias imediatas pelo responsavel da barragem.
ALTO > = 13
BAIXO <=7
117
I.1 - QUADRO DE CLASSIFICAÇÃO QUANTO À CATEGORIA DE RISCO (RESÍDUOS E REJEITOS)
1 - CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS - CT
15m < Altura < 30m 50m < Comprimento < 200m Milenar
(1) (1) (2)
CT = ∑ (a até c) 9
118
I.1 - QUADRO DE CLASSIFICAÇÃO QUANTO À CATEGORIA DE RISCO (RESÍDUOS E REJEITOS)
2 - ESTADO DE CONSERVAÇÃO - EC
EC = ∑ ( d até g ) 0
119
I.1 - QUADRO DE CLASSIFICAÇÃO QUANTO À CATEGORIA DE RISCO (RESÍDUOS E REJEITOS)
PS = ∑ ( h até l ) 8
120
QUADRO DE CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO DANO POTENCIAL ASSOCIADO - DPA (RESÍDUOS E REJEITOS)
Volume Total do Reservatório Existência de população a jusante Impacto ambiental Impacto sócio-econômico
(a) (b) (c) (d)
INSIGNIFICANTE
INEXISTENTE
( área afetada a jusante da barragem
(não existem pessoas INEXISTENTE
Muito Pequeno encontra-se totalmente descaracterizada
permanentes/residentes ou ( não existem quaisquer instalações na
< = 500 mil m³ de suas condições naturais e a estrutura
temporárias/transitando na área afetada a área afetada a jusante da barragem)
(1) armazena apenas resíduos Classe II B –
jusante da barragem) (0)
Inertes , segundo a NBR 10.004 da ABNT )
(0)
(0)
POUCO SIGNIFICATIVO
BAIXO
POUCO FREQUENTE ( área afetada a jusante da barragem não
(existe pequena concentração de
( não existem pessoas ocupando apresenta área de interesse ambiental
instalações residenciais, agrícolas,
Pequeno 500 mil a 5 milhões m³ permanentemente a área afetada a relevante ou áreas protegidas em
industriais ou de infra-estrutura de
(2) jusante da barragem, mas existe estrada legislação específica, excluidas APPs, e
relevância sócio-econômico-cultural na
vicinal de uso local) armazena apenas resíduos Classe II B –
área afetada a jusante da barragem)
(3) Inertes , segundo a NBR 10.004 da ABNT )
(1)
(2)
FREQUENTE
SIGNIFICATIVO
( não existem pessoas ocupando MÉDIO
( área afetada a jusante da barragem
permanentemente a área afetada a (existe moderada concentração de
apresenta área de interesse ambiental
jusante da barragem, mas existe rodovia instalações residenciais, agrícolas,
Médio 5 milhões a 25 milhões m³ relevante ou áreas protegidas em
municipal ou estadual ou federal ou outro industriais ou de infra-estrutura de
(3) legislação específica, excluidas APPs,e
local e/ou empreendimento de relevância sócio-econômico-cultural na
armazena apenas resíduos Classe II B –
permanência eventual de pessoas que área afetada a jusante da barragem)
Inertes , segundo a NBR 10.004 da ABNT )
poderão ser atingidas) (3)
(6)
(5)
ALTO
EXISTENTE
MUITO SIGNIFICATIVO (existe alta concentração de instalações
( existem pessoas ocupando
( barragem armazena rejeitos ou resíduos residenciais, agrícolas, industriais ou de
Grande 25 milhões a 50 milhões m³ permanentemente a área afetada a
sólidos classificados na Classe II A - Não infra-estrutura de relevância sóio-
(4) jusante da barragem, portanto, vidas
Inertes, segundo a NBR 10004 da ABNT) econômico-cultural na área afetada a
humanas poderão ser atingidas)
(8) jusante da barragem)
(10)
(5)
DPA= ∑ (a até d) 14
121
APÊNDICE E - Planta da localização dos furos de sondagem
122
APÊNDICE F - Resultados obtidos na sondagem mista
123
124
125
Fonte: Vallourec Mineração (2015b).
126
APÊNDICE G - Fotos dos equipamentos e execução dos ensaios
Figura 1 - Jogo de peneira utilizado para Figura 2 - Picnômetros utilizados para ensaio
ensaio de peneiramento simples. de determinação da massa específica.
Figura 3 (a) - Dispersor utilizado para ensaio Figura 3 (b) - Dispersor utilizado para ensaio
de sedimentação. de sedimentação.
127
Figura 6 - Preparação do corpo de prova para Figura 7 - Execução do ensaio de
execução do ensaio de compactação. compactação.
Figura 8 - Montagem do corpo de prova para Figura 9 - Base da célula utilizada para
execução do ensaio de permeabilidade. execução do ensaio triaxial.
128