Apresentação de Seminário de Pesquisa: ANÁLISE DE RISCOS APLICADA À ANÁLISE DE ESTABILIDADE EM BARRAGENS DE REJEITOS DE MINERAÇÃO – UM ESTUDO DE CASO.

Local:
DCTM, POLI

Data :
07/28/2016 - 09:30

Resumo:

Barragens são estruturas projetadas e construídas com a finalidade de fins hidrelétricos, abastecimento de água para consumo humano, abastecimento de água para consumo industrial, irrigação, controle de cheias, lazer, armazenamento de resíduos industriais e disposição de rejeitos de mineração.

As barragens, de forma geral, podem ser construídas em concreto, enrocamento ou material compactado e em uma só etapa. Já as barragens de rejeito, por questões econômicas e ambientais, normalmente, são alteadas com o próprio rejeito, cujas características podem variar de acordo com o tipo de minério lavrado, método de beneficiamento e forma de disposição, e em diversas etapas, que dependerão da vida útil das minas às quais estão relacionadas.

Os perigos associados às barragens de rejeitos estão entre os mais significativos para a mineração, haja vista o risco de liberação descontrolada do material sólido e água, e pelo risco de contaminação do meio ambiente devido ao armazenamento de substâncias químicas oriundas do processo de beneficiamento. Acidentes envolvendo essas barragens têm se tornado frequentes nos últimos anos (WISE URANIUM PROJECT, 2015) e apresentam, normalmente, consequências relevantes do ponto de vista ambiental, econômico e social. Assim, medidas preventivas e mitigadoras, como estudos que envolvam análise de estabilidade de taludes e a simulação de ruptura, são ferramentas importantes na tomada de decisão quando da realização de análises de riscos destas estruturas.

Embora a análise semiprobabilística precedida de uma análise determinística seja a mais adequada em estudos de estabilidade de taludes, já que a análise probabilística incorpora um tratamento estatístico para a representação das incertezas decorrentes do número limitado de amostras e da variabilidade dos parâmetros geotécnicos (ABNT, 2009; HARR, 1987; MACHADO; RIBEIRO, 2001), estudos probabilísticos ainda são bastante escassos nas obras de engenharia. Atualmente, por questões limitadoras, como a necessidade de realização de um maior número de ensaios triaxiais e um procedimento de cálculo um pouco mais elaborado, as análises de estabilidade contemplam apenas a análise determinística de estabilidade de taludes, em que o cálculo do fator de segurança não leva em conta a pequena quantidade de amostras, a variabilidade do material e outros erros inerentes à coleta de amostras e ensaios, por exemplo, podendo assim, levar a resultados equivocados. As análises de riscos de barragens, normalmente, também não contemplam a simulação de ruptura da barragem, em que são estudados cenários de rompimento e suas consequências, com a incorporação da qual poderiam também contribuir na elaboração do Plano de Atendimento à Emergências-PAE.

Devido aos motivos mencionados, o presente trabalho propõe a realização de uma análise de riscos em uma barragem de rejeito, de forma conjunta, onde é feita uma análise semiprobabilística de estabilidade de talude e a análise da simulação de ruptura do mesmo, com suas consequências associadas, podendo assim, incorporar os principais componentes do risco: a probabilidade de ruptura e o dano potencial associado, de forma a obter informações confiáveis para a tomada de decisões. Os valores obtidos serão utilizados para avaliar se a barragem em tela possui condições aceitáveis de ruptura, segundo o Australian National Committee on Large Dams-ANCOLD (2003), Whitman (1984), entre outros.

 

1.2 Objetivos

O presente trabalho tem como principal objetivo realizar uma análise de risco da barragem de rejeitos de mineração denominada B2, a partir da análise probabilística de estabilidade do talude de jusante da barragem e da simulação de ruptura do mesmo. O trabalho também apresenta os seguintes objetivos secundários:

Caracterizar o underflow do rejeito ciclonado utilizado como aterro hidráulico no talude de jusante da barragem de rejeito em estudo, verificando os seus parâmetros tecnológicos e geotécnicos;

Determinar, através do método semiprobabilístico, de cálculo de estabilidade de talude de Monte Carlo, a probabilidade de ruptura do talude de jusante da barragem, o nível de confiança e seu fator de segurança associado;

Comparar os resultados obtidos nas análises de estabilidade e na simulação de ruptura do talude do caso em análise, com os gráficos de aceitabilidade de risco, estabelecidos pelos órgãos gestores de barragens em vários países no mundo, avaliando se as condições de risco da barragem em tela podem ser consideradas como aceitáveis ou não.

Barragens são estruturas projetadas e construídas com a finalidade de fins hidrelétricos, abastecimento de água para consumo humano, abastecimento de água para consumo industrial, irrigação, controle de cheias, lazer, armazenamento de resíduos industriais e disposição de rejeitos de mineração.

As barragens, de forma geral, podem ser construídas em concreto, enrocamento ou material compactado e em uma só etapa. Já as barragens de rejeito, por questões econômicas e ambientais, normalmente, são alteadas com o próprio rejeito, cujas características podem variar de acordo com o tipo de minério lavrado, método de beneficiamento e forma de disposição, e em diversas etapas, que dependerão da vida útil das minas às quais estão relacionadas.

Os perigos associados às barragens de rejeitos estão entre os mais significativos para a mineração, haja vista o risco de liberação descontrolada do material sólido e água, e pelo risco de contaminação do meio ambiente devido ao armazenamento de substâncias químicas oriundas do processo de beneficiamento. Acidentes envolvendo essas barragens têm se tornado frequentes nos últimos anos (WISE URANIUM PROJECT, 2015) e apresentam, normalmente, consequências relevantes do ponto de vista ambiental, econômico e social. Assim, medidas preventivas e mitigadoras, como estudos que envolvam análise de estabilidade de taludes e a simulação de ruptura, são ferramentas importantes na tomada de decisão quando da realização de análises de riscos destas estruturas.

Embora a análise semiprobabilística precedida de uma análise determinística seja a mais adequada em estudos de estabilidade de taludes, já que a análise probabilística incorpora um tratamento estatístico para a representação das incertezas decorrentes do número limitado de amostras e da variabilidade dos parâmetros geotécnicos (ABNT, 2009; HARR, 1987; MACHADO; RIBEIRO, 2001), estudos probabilísticos ainda são bastante escassos nas obras de engenharia. Atualmente, por questões limitadoras, como a necessidade de realização de um maior número de ensaios triaxiais e um procedimento de cálculo um pouco mais elaborado, as análises de estabilidade contemplam apenas a análise determinística de estabilidade de taludes, em que o cálculo do fator de segurança não leva em conta a pequena quantidade de amostras, a variabilidade do material e outros erros inerentes à coleta de amostras e ensaios, por exemplo, podendo assim, levar a resultados equivocados. As análises de riscos de barragens, normalmente, também não contemplam a simulação de ruptura da barragem, em que são estudados cenários de rompimento e suas consequências, com a incorporação da qual poderiam também contribuir na elaboração do Plano de Atendimento à Emergências-PAE.

Devido aos motivos mencionados, o presente trabalho propõe a realização de uma análise de riscos em uma barragem de rejeito, de forma conjunta, onde é feita uma análise semiprobabilística de estabilidade de talude e a análise da simulação de ruptura do mesmo, com suas consequências associadas, podendo assim, incorporar os principais componentes do risco: a probabilidade de ruptura e o dano potencial associado, de forma a obter informações confiáveis para a tomada de decisões. Os valores obtidos serão utilizados para avaliar se a barragem em tela possui condições aceitáveis de ruptura, segundo o Australian National Committee on Large Dams-ANCOLD (2003), Whitman (1984), entre outros.

 

  1. Objetivos

O presente trabalho tem como principal objetivo realizar uma análise de risco da barragem de rejeitos de mineração denominada B2, a partir da análise probabilística de estabilidade do talude de jusante da barragem e da simulação de ruptura do mesmo. O trabalho também apresenta os seguintes objetivos secundários:

  • Caracterizar o underflow do rejeito ciclonado utilizado como aterro hidráulico no talude de jusante da barragem de rejeito em estudo, verificando os seus parâmetros tecnológicos e geotécnicos;

  • Determinar, através do método semiprobabilístico, de cálculo de estabilidade de talude de Monte Carlo, a probabilidade de ruptura do talude de jusante da barragem, o nível de confiança e seu fator de segurança associado;

  • Comparar os resultados obtidos nas análises de estabilidade e na simulação de ruptura do talude do caso em análise, com os gráficos de aceitabilidade de risco, estabelecidos pelos órgãos gestores de barragens em vários países no mundo, avaliando se as condições de risco da barragem em tela podem ser consideradas como aceitáveis ou não.