V CONGRESSO BRASILEIRO DE MINA A CÉU ABERTO
ASPECTOS CRÍ
CRÍTICOS DE PROJETO PARA FECHAMENTO DE BARRAGENS DE REJEITOS
- DIMENSIONAMENTO DE VERTEDOUROS MÁRIO CICARELI PINHEIRO
Engenheiro Civil, especialidade em Engenharia de Recursos Hídricos
OBJETIVOS
Apresentar as características das barragens de rejeitos e dos tipos
de vertedouros utilizados.
Apresentar os critérios gerais de dimensionamento de vertedouros.
Apresentar a evolução atual dos critérios de dimensionamento para
o caso específico das barragens de rejeitos.
Características das barragens de rejeitos na condição de
fechamento de minas.
Critérios atuais recomendados para fechamento de barragens.
Alguns casos de fechamento de barragens de rejeitos: aspectos
construtivos e critérios de projeto adotados.
Problemas a serem resolvidos para o estabelecimento de critérios
de projeto para fechamento.
REFERÊNCIAS BÁSICAS
Pesquisa internet com palavra-chave “tailings dams closure”: 10.600
locais.
ICOLD Bulletin 106 (1996): A Guide to Tailings Dams and
Impoundments – Design, Construction, Use and Rehabilitation.
ASCE (1997): Guidelines for Retirement of Dams and Hydroelectric
Facilities.
The Mining Association of Canada (1998): A Guide to the
Management of Tailings Facilities.
ICOLD Draft (2006): Improving Tailings Dams Safety – Critical
Aspects of Management, Design, Operation and Closure.
CARACTERÍSTICAS DAS BARRAGENS DE
CONTENÇÃO DE REJEITOS
Localização em cabeceiras de bacias hidrográficas.
A área do reservatório ocupa parcela significativa da área de
drenagem da bacia hidrográfica.
A bacia hidráulica formada pelos depósitos de rejeitos alteram as
condições naturais da bacia hidrográfica, em termos das relações
de balanço hídrico.
Os reservatórios formados apresentam elevada inércia volumétrica,
com acúmulo de volumes superiores ao deflúvio médio anual da
bacia hidrográfica.
O volume de espera para amortecimento de cheias passa por
reduções constantes, em função da dinâmica de disposição dos
rejeitos
A vida útil das barragens é relativamente curta.
O processo construtivo é dinâmico: avanço progressivo das frentes
de assoreamento e alteamentos sucessivos do maciço da
barragem.
CARACTERÍSTICAS DAS BARRAGENS DE
CONTENÇÃO DE REJEITOS
CARACTERÍSTICAS DAS BARRAGENS DE
CONTENÇÃO DE REJEITOS
TIPOS DE VERTEDOUROS UTILIZADOS
VERTEDOURO DE SUPERFÍCIE CONVENCIONAL COM PERFIL TIPO
CREAGER
TIPOS DE VERTEDOUROS UTILIZADOS
VERTEDOURO LATERAL TIPO SOLEIRA DELGADA E PERFIL
CREAGER
TIPOS DE VERTEDOUROS UTILIZADOS
VERTEDOURO EM CANAL
TIPOS DE VERTEDOUROS UTILIZADOS
VERTEDOURO EM CANAL ALTEÁVEL
TIPOS DE VERTEDOUROS UTILIZADOS
VERTEDOURO TIPO POÇO-GALERIA
TIPOS DE VERTEDOUROS UTILIZADOS
VERTEDOURO TIPO POÇO-GALERIA
CRITÉRIOS PARA DIMENSIONAMENTO DE VERTEDOURO
DIMENSIONAMENTO DE VERTEDOUROS DE
BARRAGENS DE REJEITOS
- EVOLUÇÃO ATUAL DE CRITÉRIOS CRITÉRIOS HIDROLÓGICOS
Revisão das estimativas da PMP.
Incorporação da inércia volumétrica do reservatório nos estudos
hidrológicos: influência na duração da chuva crítica de projeto.
Utilização de modelagem chuva-vazão em aplicativos com diversos
métodos de cálculo.
DIMENSIONAMENTO DE VERTEDOUROS DE
BARRAGENS DE REJEITOS
- EVOLUÇÃO ATUAL DE CRITÉRIOS CRITÉRIOS HIDRÁULICOS
CARACTERÍSTICAS DAS BARRAGENS DE REJEITOS
NA CONDIÇÃO DE FECHAMENTO DAS MINAS
CARACTERÍSTICAS DAS BARRAGENS DE REJEITOS
NA CONDIÇÃO DE FECHAMENTO DAS MINAS
CARACTERÍSTICAS DAS BARRAGENS DE REJEITOS
NA CONDIÇÃO DE FECHAMENTO DAS MINAS
ALGUMAS RECOMENDAÇÕES EXISTENTES
RECOMENDAÇÕES DE CARÁTER GERAL
A obra deve ser segura.
Harmonia com o meio ambiente.
Possibilidade de destinar o local para outras utilizações
RECOMENDAÇÕES ESPECÍFICAS
Dimensionar o vertedouro para a cheia de projeto VMP – Vazão Máxima
Provável.
Dimensionar para o pico do hidrograma da VMP, sem considerar
amortecimento no reservatório.
Dimensionar para o hidrograma da VMP, considerando o amortecimento
em um reservatório remanescente.
O vertedouro deve ser de superfície, operando em lâmina livre.
OUTRAS RECOMENDAÇÕES
Novo Pensamento Ambiental na SUÉCIA:
Critérios de remediação e fechamento equivalentes aos das
instalações nucleares.
Durabilidade até a próxima Era Glacial: 10.000 anos.
Dimensionamentos para um horizonte de vida útil de 1000 anos.
Sempre que possível, restituir as condições naturais do sítio.
ALGUNS CASOS DE FECHAMENTO DE
BARRAGENS DE REJEITOS
ALGUNS CASOS DE FECHAMENTO DE
BARRAGENS DE REJEITOS
ALGUNS CASOS DE FECHAMENTO DE
BARRAGENS DE REJEITOS
PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PARA O
ESTABELECIMENTO DE CRITÉRIOS DE PROJETO
Cálculo da PMP: método estatístico ou método hidrometeorológico.
Morfologia da bacia hidrográfica: alteração pela magnitude do
reservatório.
Confiabilidade dos modelos chuva-vazão.
Morfologia final do reservatório: com ou sem lago remanescente,
curso de água entalhado ou anastomosado.
Amortecimento da cheia de projeto no reservatório remanescente.
Material a ser empregado na construção do vertedouro.
Operação e manutenção no longo prazo.
Curva de descarga do vertedouro com canal de aproximação
assoreado.
CÁLCULO DA PMP – PRECIPITAÇÃO MÁXIMA
PROVÁVEL
VALORES DAS CHUVAS MÁXIMAS DIÁRIAS REGISTRADAS E
RESPECTIVAS ESTIMATIVAS
Registros: 200 mm a 250 mm.
Estimativas PMP estatística: P > 450 mm.
Estimativas PMP hidrometeorológica: P ~ 350 mm.
Estimativas chuvas TR = 10.000 anos: P entre 220 mm e 450 mm.
CONFIABILIDADE DOS MODELOS CHUVA-VAZÃO
Tempo (min)
0
100
200
300
390
490
590
690
790
890
0.0
9.1
P (mm)
Q (m³/s)
10.0
8.1
7.1
6.1
15.0
5.1
4.1
20.0
25.0
3.1
2.1
1.1
30.0
0.1
Vazão (m³/s)
Precipitação (mm)
5.0
CONFIABILIDADE DOS MODELOS CHUVA-VAZÃO
Evento N=2
10
9
Evento N=2
CN=67,58 tc=1,0 h
8
CN=médio tc=1,0 h
CN=Sarto ri tc=1,0 h
Vazão (m³/s)
7
CN=SCS tc=1,0 h
CN=67,58 tc=1,8 h
6
CN=médio tc=1,8 h
CN=Sarto ri tc=1,8 h
5
CN=SCS tc=1,8 h
CN=67,58 tc=4,12 hs
CN=médio tc=4,12 hs
4
CN=SCS tc=4,12 hs
CN=Sarto ri tc=4,12 hs
3
2
1
0
800
1000
1200
1400
1600
Tempo (minutos)
1800
2000
2200
AMORTECIMENTO DE CHEIAS EM
RESERVATÓRIOS ASSOREADOS
AMORTECIMENTO DE
CHEIAS EM
RESERVATÓRIOS
ASSOREADOS
AMORTECIMENTO DE CHEIAS EM RESERVATÓRIOS
ASSOREADOS
ÚLTIMAS CONSIDERAÇÕES
Diferentes abordagens para rejeitos inertes e rejeitos contaminados.
Definir critérios de manutenção a longo prazo.
Definir critério de monitoramento hidrométrico.
Definir custos e suporte financeiro para manutenção.
Pergunta básica 1: vale a pena otimizar o dimensionamento do
vertedouro ou se adota um critério mais conservador ???
Pergunta básica 2: não seria mais importante definir o método
construtivo do vertedouro (tipo de material, localização na ombreira
ou incorporado ao maciço) antes de otimizar o dimensionamento
hidráulico ???
Pergunta básica 3: como considerar o impacto das mudanças
climáticas ???
EXISTEM MAIS DÚVIDAS QUE SOLUÇÕES
ENG. MÁRIO CICARELI PINHEIRO
POTAMOS Engenharia e Hidrologia Ltda.
Tel. (31) 3297-6292
E-mail: [email protected]