Mecânica dos solos para barragens de rejeitos de mineração

As barragens de rejeitos são muito comuns em um país onde boa parte da sua economia é baseada na mineração. Estudos de avaliações e melhoria nas obras de barragem são sempre realizados para aumentar a segurança e eficácia. Vamos entender um pouco mais da relação da construção das barragens no texto abaixo baseado na dissertação de Mestrado de Luiz Heleno Albuquerque Filho.

Barragens são grandes estruturas utilizadas como reservatório para acumulação de: água usada na geração de energia elétrica; abastecimento de zonas residenciais, agrícolas e industriais; e para o controle da vazão dos rios. São também construídas para contenção e acumulação de rejeitos de mineração. Esses rejeitos são substâncias líquidas e/ou sólidas provenientes do processo de beneficiamento de minérios ou outros resíduos industriais.

Para a construção de barragens os materiais mais utilizados são:

1. Solo compactado (barragem de terra);
2. Blocos de rochas compactadas (enrocamento);
3. Concreto

No caso das barragens de rejeitos de mineração, a prática mais usual é a utilização do próprio rejeito para realização do aterro de contenção. Assim, a obra inicia-se com a construção de uma pequena barragem de terra compactada ou de enrocamento. E após essa fase são feitos alteamentos com a utilização do próprio rejeito da barragem, através da técnica do aterro hidráulico.

Os alteamentos são a elevação de paredes para a criação do aterro. O aterro precisa ser executado de acordo com a necessidade de armazenamento dos materiais, a fim de amortizar os custos ao longo do tempo útil da estrutura. Para isso são feitos três tipos de procedimentos de construção: alteamento a montante, alteamento a jusante e alteamento por linha de centro.

Alteamento a Montante

O alteamento a montante é o procedimento mais simples de execução e de menor custo, porém é o que apresenta maior risco à segurança. Neste método os alteamentos são realizados sobre o próprio rejeito depositado. Após a construção do aterro de partida os rejeitos são lançados e formam uma praia de deposição, que servirá como fundação para os alteamentos subsequentes. O processo é repetido até a obtenção da cota final prevista para a barragem.

Apesar de bastante comum e utilizada pela maioria das mineradoras, a construção de barragens de rejeitos por alteamentos sucessivos a montante tem sido desaconselhada e até mesmo proibida em alguns países, devido a ocorrência de diversos fenômenos de ruptura, como vimos recentemente no estado de Minas Gerais.

O principal agravante relacionado ao método de montante é o fato de que os alteamentos são realizados sobre materiais (rejeitos) depositados em curto intervalo de tempo e, consequentemente, encontram-se pouco consolidados. Neste sentido, sob condição saturada e estado de compacidade fofo, estes rejeitos tendem a apresentar baixa resistência ao cisalhamento e susceptibilidade à liquefação sob carregamentos dinâmicos ou estáticos.

Alteamento a Jusante

Neste processo de alteamento os aterros posteriores são construídos totalmente à jusante do aterro de partida. Dessa forma nenhuma parte da barragem é construída sobre o rejeito previamente depositado e, consequentemente, pouco consolidado.

O processo de lançamento e compactação da barragem pode ser controlado pelas técnicas convencionais de construção e possibilita a execução de barragens de rejeitos de maior porte e com fatores de segurança mais satisfatórios que o alteamento a montante.

Alteamento Por Linha De Centro

Neste processo os alteamentos são construídos parte sobre o aterro de partida e o restante à jusante. O método construtivo de alteamento por linha de centro pode ser considerado uma solução intermediária entre os dois métodos anteriormente descritos, alteamento a montante e alteamento a jusante. Esse fato agrega algumas vantagens e desvantagens de ambos os métodos. Entretanto, o comportamento estrutural destas estruturas encontra-se mais próximo das barragens construídas pelo método de jusante.

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